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前 言 0F495'*A \9%SR~ 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。 2qF
?% S-$N! G~! OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 88GS Bg:YH /2n-q_ 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。 ?C[W~m P #9a\Ab 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 H:d@@/ &`RD5uml 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 @We im7r Nzo;j0 [ 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 122%KS [vJLj>@ 上海讯技光电科技有限公司 (rHS2SA\5 <h*r 目 录 #'@pL0dj 1 入门指南 4 nI_43rG:Uf 1.1 OptiBPM安装及说明 4 l.
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i ` 1.2 OptiBPM简介 5 +p%!G1Yz 1.3 光波导介绍 8 h
"MiD 1.4 快速入门 8 |A'y|/)#Z 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 DaN=NURDV 2.1 定义MMI耦合器材料 28 7Ntt#C;]U 2.2 定义布局设置 29
WB7pdSZ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 %]2hxTV 2.4 插入input plane 35 (&W&1KT 2.5 运行模拟 39 /oWn0 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 vSOO[.= 3 创建一个单弯曲器件 44 5-3.7CO$ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 bI_6';hq! 3.2 定义布局设置 45 3u)NkS= 3.3 创建一个弧形波导 46 [%);N\o2Y 3.4 插入入射面 49 *Va ;ra(V2 3.5 选择输出数据文件 53 _ \d[`7# 3.6 运行模拟 54
vG{+}o# 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 x?aNK$A~X 4 创建一个MMI星形耦合器 60 G` _LD+ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 t+,' 4.2 定义布局设置 61 GV+K]
KDI 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 e|t@"MxvC 4.4 插入输入面 62 kkyi`_ZKn 4.5 运行模拟 63 \ r^#a 4.6 预览最大值 65 #GJ{@C3H8Q 4.7 绘制波导 69 d'oh-dj %^ 4.8 指定输出波导的路径 69 / bxu{|. 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 YKUb'D:t] 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 hnk,U:7} 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 4P406,T]r 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 V>$A\AWw 5.1 定义波导材料 75 /e2CB "c 5.2 定义布局设置 76 vDeb?n 5.3 创建波导 76 fI_I0dc.p 5.4 修改输入平面 77 wNk 0F7Ck 5.5 指定波导的路径 78 ,EE,W0/zzM 5.6 运行模拟 79 nOH x^( 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 \4/zvlo]h 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 zeHf(N 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 %OIJ. 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 SH009@l_8 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 <r@w`G 6.2 定义布局结构 89 d7f{2 6.3 绘制并定位波导 91 rT&rv^>f 6.4 生成布局脚本 95 +;T `uOF} 6.5 插入和编辑输入面 97 gPW% *|D, 6.6 运行模拟 98 Ug VLHwkvk 6.7 修改布局脚本 100 )U?5O$M;lE 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 dHzQAqb8J 7 应用预定义扩散过程 104 Ao0p=@Y 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 JB
<GV-l 7.2 定义布局设置 106 >-%}'iz+ 7.3 设计波导 107 !Lu noC>B 7.4 设置模拟参数 108 3tt3:`g 7.5 运行模拟 110 <-]qU}- 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 Az`c ?
W% 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ]T?Py) 7.8 添加一个新的轮廓 111 y[C++Q 7.9 创建上方的线性波导 112 /O^aFIxk 8 各向异性BPM 115 T"b'T>Y 8.1 定义材料 116 Q[wTV3d 8.2 创建轮廓 117 9GV1@'<Y] 8.3 定义布局设置 118 ~YH'&L.O 8.4 创建线性波导 120 lWR". 8.5 设置模拟参数 121 *%nV<}e^_= 8.6 预览介电常数分量 122 f*:DH4g }B 8.7 创建输入面 123 Bp7`W:?#" 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 &(Yv&jX 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 G[bWjw86O 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 x @a3STKT 9.2 定义布局设置 130 zAZ+'9LB 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ]U,c`?[7# 9.4 编辑输入平面 132 nB &[R 9.5 设置模拟参数 134 n&n WY+GEo 9.6 运行模拟 135 ^D%hKIT 10 电光调制器 138 -K@mjN 10.1 定义电解质材料 139 \U?$ r[P 10.2 定义电极材料 140 r'bPSu, 10.3 定义轮廓 141 e2dg{n$6" 10.4 绘制波导 144 ~~B`\!n7 10.5 绘制电极 147 oOAn 5t@ 10.6 静电模拟 149 !bq3c(d 10.7 电光模拟 151 s2X<b
` 11 折射率(RI)扫描 155 DH>>u 11.1 定义材料和通道 155 w<P$)~6 11.2 定义布局设置 157 J-k/#A4o 11.3 绘制线性波导 160 rP7[{'%r 11.4 插入输入面 160 Od,P,t9 11.5 创建脚本 161 5fT"`FL? 11.6 运行模拟 163 "8-;Dq'+ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 '|7'dlW 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 u^ 3,~:E 12.1 定义材料 165 8k0f&Cak= 12.2 创建参考轮廓 166 D^30R*gV 12.3 定义布局设置 166 7:S4 Ur 12.4 用户自定义轮廓 167 HPus/#j'+ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 nn?h;KzB 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 6 6%_p]U 13.1 定义材料 173 [gybdI5wur 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Wp
|qv 13.3 定义晶圆 174 j(>~:9I` 13.4 创建器件 175 'O+)[D 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 >* )fmfY 13.6 定义电极区域 178 _-R&A@ H5)8TR3La 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 k0(_0o 13.8 运行模拟 182 Pe,:FIp, 13.9 创建脚本 184 /)-OK7x 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 wR%F>[6.{ 14.1 理论背景 186 us7t>EMmB 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 GpZ}xY'|w, 14.3 生成脚本数据 190 u= =`]\_@ 14.4 导出散射数据 193 49Q
tfk 14.5 创建臂 194 Oj,v88= 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 !XqU'xxC 14.7 加载两个臂的文件 200 ?lPyapA] 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 B'D\l\w 14.9 连接元件 202 _wp_y-" 14.10 运行模拟 203 @km@\w 14.11 创建图以查看结果 204 +}eH, (~
`?_ 有兴趣可以扫码加微联系 <C <z#M'`
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