前 言 3]5^r} "3X2VFwoJ 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。
q$0*b]=E K^
vIUZ> OptiBPM是基于
光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的
仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。
S]}nm qk%;on&` 通过OptiBPM,科研人员可以同时观察近场分布(包含幅度、相位等),检测辐射以及方向场(Guided Field)。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率,减小风险并降低整体研发产品成本。
f}o\*|k_| !EvAB+`jLI 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
{DV_*5 , Rk9N 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如
参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
%6|nb:Oa 0!4Ts3qn1 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正
H`*LBqDk 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 +^` I?1\UF
Kr?TxhUHd m]'#t)B_m 目 录 7o7)0l9! 1 入门指南 4
]&o$b ] 1.1 OptiBPM安装及说明 4
)1]ZtU 1.2 OptiBPM简介 5
e),q0%5 1.3 光波导介绍 8
~8PZ5;g 1.4 快速入门 8
1$xNUsD2 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
X2#2C/6#u 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
] ]u
s % 2.2 定义布局设置 29
/
kF) 2.3 创建一个MMI耦合器 31
6LvW?z(J 2.4 插入input plane 35
k9<;woOBO 2.5 运行模拟 39
$jjfC 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
Xc =Y 3 创建一个单弯曲器件 44
+KF^Z$I 3.1 定义一个单弯曲器件 44
:">!r.Q 3.2 定义布局设置 45
Z_LFIz*c 3.3 创建一个弧形波导 46
n7zm>& 3.4 插入入射面 49
IB(6+n,6s 3.5 选择输出数据文件 53
RFi
S@.7 3.6 运行模拟 54
$[Sc0dzJ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
"H=6j)Cb 4 创建一个MMI星形耦合器 60
0.\/\V:H6 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
q;B4WL} 4.2 定义布局设置 61
_?-E7:Sw 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
-z
ID x 4.4 插入输入面 62
.u)X3..J 4.5 运行模拟 63
>
$O]Eu! 4.6 预览最大值 65
=-0/k;^ 4.7 绘制波导 69
nXaC3W:" 4.8 指定输出波导的路径 69
oTEL?hw5 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
j5(Z_dm' 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
j%Y#(Q> 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
Yz'K]M_Dq 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
KWq+PeB5TS 5.1 定义波导材料 75
g!FuY/%+ 5.2 定义布局设置 76
7LfAaj 5.3 创建波导 76
8^kGS-+^ 5.4 修改输入平面 77
!eGC6o}f 5.5 指定波导的路径 78
s,"]aew 5.6 运行模拟 79
y;4OY 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
6,^>mNm 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
WEw6He; 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
%2}-2}[> 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
5us:adm[pD 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
%@<8<6&q 6.2 定义布局结构 89
VRVO-Sk 6.3 绘制并定位波导 91
|O{m2Fi 6.4 生成布局脚本 95
_jvxc'6 6.5 插入和编辑输入面 97
/{EP*,/* 6.6 运行模拟 98
o5u3Fjz3 6.7 修改布局脚本 100
>Ifr [ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
6gkV*|U,e 7 应用预定义扩散过程 104
`:ArT}F 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
EZgq ?l~5O 7.2 定义布局设置 106
GiJ *Wp 7.3 设计波导 107
>>QY'1Eu 7.4 设置模拟参数 108
Vouvr<43o 7.5 运行模拟 110
*zaQx+L 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
JL`-0P<M 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
v|Pv 03%?7 7.8 添加一个新的轮廓 111
;/bewivNJ 7.9 创建上方的线性波导 112
\J4L:.`qS 8 各向异性BPM 115
%{7|1>8 8.1 定义材料 116
}V'}E\\ 8.2 创建轮廓 117
3>3 Kwc~E 8.3 定义布局设置 118
0$(WlP| 8.4 创建线性波导 120
'g">LQ~a+ 8.5 设置模拟参数 121
d}OTO10 8.6 预览介电常数分量 122
#?RU;1)Cw 8.7 创建输入面 123
Mhm@R@ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
FK^p")i 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
\|n-
O=}=2 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
)n1_(; 9.2 定义布局设置 130
b
k~(^!R 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
_;W.q7b] 9.4 编辑输入平面 132
T*I{WW 9.5 设置模拟参数 134
u/UrAqw 9.6 运行模拟 135
/hpY f]t 10 电光调制器 138
w3N[9w?1 10.1 定义电解质材料 139
W= ig.- 10.2 定义电极材料 140
bAdn & 10.3 定义轮廓 141
.7O*pJ2(H 10.4 绘制波导 144
f<-Jg 10.5 绘制电极 147
QfmJn(( 10.6 静电模拟 149
yyR0]NzYUD 10.7 电光模拟 151
XUrXnz|> 11 折射率(RI)扫描 155
,1hxw<sNR 11.1 定义材料和通道 155
!'Ak&j1:` 11.2 定义布局设置 157
c& <Fr[AK 11.3 绘制线性波导 160
=WyDp97@+ 11.4 插入输入面 160
u]:oZMnj 11.5 创建脚本 161
sm9k/(- 11.6 运行模拟 163
XYQ/^SI!: 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
i)\L:qF5 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
'_<{p3M 12.1 定义材料 165
Fzm*Pz3 12.2 创建参考轮廓 166
evenq$
H 12.3 定义布局设置 166
} j<)L, 12.4 用户自定义轮廓 167
PoNi"Pv 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
;i4Q| 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
GeI-\F7b 13.1 定义材料 173
5sdn[Tt## 13.2 创建钛扩散轮廓 173
/{Is0+) 13.3 定义晶圆 174
S&e0u%8mc 13.4 创建器件 175
a,Sw4yJ!Q 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
W'els)WJ|x 13.6 定义电极区域 178
u\a#{G;Z 57aXQ8u{ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
r=Gks=NX" 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
v0ujdp,B 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
Y21g{$~Q{ 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
) g0%{dfJ 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
uOKCAqYa 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
#akpXdXs 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
FSP+?(( 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
{]*c29b> 14.11 创建图以查看结果 204
90Pl$#cb2 Uq[>_"} 有兴趣可以扫码加微联系