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前 言 Vm%1> '& zV:pQRbt. 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 7.C;NT :80Z6F.k` OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 a-l;vDs L~(_x"uXd 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 HHiT]S9 vLR~'"`F 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 k9$K} cU ?0(z7 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 n9@ of [PQ?#:r 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 i7ISX>% 20vXSYa~ 上海讯技光电科技有限公司 uIcn{RZ_z R>,:A%?^b5 目 录 .{ 44a$) 1 入门指南 4 CK:y? 1.1 OptiBPM安装及说明 4 K)qF+Vb^j 1.2 OptiBPM简介 5 +
` s@ 1.3 光波导介绍 8 m_=$0m J$ 1.4 快速入门 8 ^\\Tx*#i 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ~\=1'D^6CK 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ZN!4; 2.2 定义布局设置 29 QA2borfy 2.3 创建一个MMI耦合器 31 ]?3un!o3o 2.4 插入input plane 35 '&.# 2.5 运行模拟 39 ._8KsuJG 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 0TN;86Mo 3 创建一个单弯曲器件 44 (7XCA,KTGI 3.1 定义一个单弯曲器件 44 '3TW [!m 3.2 定义布局设置 45 `kbSu} 3.3 创建一个弧形波导 46 'a$Gv&fu 3.4 插入入射面 49 YhOlxON 3.5 选择输出数据文件 53 HHq_P/' 3.6 运行模拟 54 RE=` 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 JL\w_v 4 创建一个MMI星形耦合器 60 bhkUKxd 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 9so6WIWc 4.2 定义布局设置 61 w4W_iaU 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
Y^
kXSU 4.4 插入输入面 62 CamE' 4.5 运行模拟 63 BZud)l24 4.6 预览最大值 65 wNQ*t-K 4.7 绘制波导 69 w;k):;$ 4.8 指定输出波导的路径 69 'd+NVj{C 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ]xX$<@HR 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 (>`5z(X 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 H|RT?Q 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Cl^\OZN\= 5.1 定义波导材料 75 e&>;*$) 5.2 定义布局设置 76 l5\"9 ,< 5.3 创建波导 76 )dY=0"4Z 5.4 修改输入平面 77 LbaK={tR 5.5 指定波导的路径 78 R
zf 5.6 运行模拟 79 M9y<t' 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ?T>'j mmV= 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 BNd^qB ? 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 @O@GRq&V 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 3 n'V\Hvz 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 M7ers|&{ 6.2 定义布局结构 89 w3=%*< 6.3 绘制并定位波导 91 /e]'u&a 6.4 生成布局脚本 95 ?;vgUO 6.5 插入和编辑输入面 97 YqPQ%
6.6 运行模拟 98 )RO<o O 6.7 修改布局脚本 100 qduWzxB 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 /1x,h"T\< 7 应用预定义扩散过程 104 (FJ9-K0b{n 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 H^.IY_I`U* 7.2 定义布局设置 106 -1ce<nN 7.3 设计波导 107 wk6NG/< 7.4 设置模拟参数 108 E<C&Cjz:H 7.5 运行模拟 110 VH=S?_RY> 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 U$
F{nZ1 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 z I+\Oll#Q 7.8 添加一个新的轮廓 111 AX= 1b,s 7.9 创建上方的线性波导 112 4O;OjUI0a 8 各向异性BPM 115 mt5KbA>nU 8.1 定义材料 116 M/):e$S 8.2 创建轮廓 117 ep=qf/vd< 8.3 定义布局设置 118 1j:Wh 8.4 创建线性波导 120 i&vaeP25) 8.5 设置模拟参数 121 n>A98NQ 8.6 预览介电常数分量 122 [5uRS}! 8.7 创建输入面 123 [@Q_(LQ-U 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 7zHh@ B:] 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ]S(%[| 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 -i4&v7" 9.2 定义布局设置 130 H}H7lO 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 em\ 9'L^ 9.4 编辑输入平面 132 Ux#x#N 9.5 设置模拟参数 134 :^Fh!br== 9.6 运行模拟 135 UK1_0tp]x 10 电光调制器 138 B Ce|is0 10.1 定义电解质材料 139 )u/H>;L P 10.2 定义电极材料 140 u`olW%C/T 10.3 定义轮廓 141 yuDZ~0]R 10.4 绘制波导 144 {X*^s5{;H 10.5 绘制电极 147 Gg~QAsks
10.6 静电模拟 149 #7ov#_2Jd 10.7 电光模拟 151 j:,NE(DF 11 折射率(RI)扫描 155 549jWG 11.1 定义材料和通道 155 +=]!P# 11.2 定义布局设置 157 ZVbl88,(l 11.3 绘制线性波导 160 NM0tp )h 11.4 插入输入面 160 OKi\zS 11.5 创建脚本 161 cwm_nQKk 11.6 运行模拟 163 !^v5-xO?rP 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 l#lF
+Q; 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 p_UlK8rb 12.1 定义材料 165 2-"0 ^n{ 12.2 创建参考轮廓 166 0vVV%,v 12.3 定义布局设置 166 O/.Uh`T`6 12.4 用户自定义轮廓 167 ?W(6 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 %0$qP0|`3I 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 xS7$%w[' 13.1 定义材料 173 /sr 2mt-Q 13.2 创建钛扩散轮廓 173 DhX#E& 13.3 定义晶圆 174 @q"m5 13.4 创建器件 175 WWL4`s 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 70lfb` 13.6 定义电极区域 178 iA0q_( \X ,R$u?c0>'& 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 RN)dS>$ 13.8 运行模拟 182 M\Gdn92pd 13.9 创建脚本 184 ?KITC;\\ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 '{[5M!B 14.1 理论背景 186 e5.h ? 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Ug:\ 14.3 生成脚本数据 190 %0 #XPc(" 14.4 导出散射数据 193 etd&..]J 14.5 创建臂 194 A].>.AI 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 P_c,BlfGMH 14.7 加载两个臂的文件 200 xil[#W]7Ge 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 `\X+ Ud| 14.9 连接元件 202 .TE?KI
14.10 运行模拟 203 RZe'Kw - 14.11 创建图以查看结果 204 -QyhwG= K_
lVISBQ 有兴趣可以扫码加微联系 :QWq"cBem
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