前 言 ks;w c"k" 72zuI4& 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。
}6>J m4wTg
8LJ 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。
'[8b0\ rk |(BA 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。
,<^HB+{Wo B,833Azi 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。
|q2lTbJ g4~qcI=a 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。
&>l8S lC?
B?yt%f1 《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
77d`N 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 P{!:pxu[
;x^,t@ xge \q|PHl 目 录 znO00qX 1 入门指南 4
y
UAn~!s 1.1 OptiBPM安装及说明 4
~UC/|t$ 1.2 OptiBPM简介 5
R?~h7 d 1.3 光波导介绍 8
Q;O)>K 1.4 快速入门 8
|S:!+[ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
M%s$F@ 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
aX)./ 2.2 定义布局设置 29
.p(l+ 2.3 创建一个MMI耦合器 31
o}+Uy 2.4 插入input plane 35
|u r~s$8y- 2.5 运行模拟 39
s;7qNwYO 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
V )k, 9= 3 创建一个单弯曲器件 44
V?59.TJ 3.1 定义一个单弯曲器件 44
rDX'oP: 3.2 定义布局设置 45
BemkCj2
3.3 创建一个弧形波导 46
2^#UO=ct 3.4 插入入射面 49
d5"EvT 3.5 选择输出数据文件 53
SM+fG: 4d 3.6 运行模拟 54
Y;F
R"~^ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
RIEv*2_O 4 创建一个MMI星形耦合器 60
.l=*R7~EU 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
36x:(-GFq 4.2 定义布局设置 61
4)+IO; 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
4t
Nv q 4.4 插入输入面 62
#7-@k-<| 4.5 运行模拟 63
0nn]]B@l 4.6 预览最大值 65
h<1dTl* 4.7 绘制波导 69
:LiDJF 4.8 指定输出波导的路径 69
4ylDD|) rO 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
C<t'f(4s`u 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
8J3@VD. 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
R:OU>HsdX 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
$l,Zd6<1q 5.1 定义波导材料 75
O| J`~Lk 5.2 定义布局设置 76
.k,Jt+ 5.3 创建波导 76
L\m !8o4 5.4 修改输入平面 77
B UQn+;be 5.5 指定波导的路径 78
f\);HJbg 5.6 运行模拟 79
#} ~p^ 0 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
(vAv^A*i} 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
L;M^>{> 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
aaz"`,7_ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
)@bH" 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
rW~?0 6.2 定义布局结构 89
c Z6p^ 6.3 绘制并定位波导 91
x`+
l# 6.4 生成布局脚本 95
e(w/m(!Wny 6.5 插入和编辑输入面 97
M_!u@\ 6.6 运行模拟 98
@?3vRs}h 6.7 修改布局脚本 100
gJPDNZ*6pk 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
f']sU/c= 7 应用预定义扩散过程 104
z/0yO@_D/q 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
P,/13tZ#3 7.2 定义布局设置 106
e-iYJ? 7.3 设计波导 107
K)Zkj"y 7.4 设置模拟参数 108
&cu] vw 7.5 运行模拟 110
7^I$%o 1g 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111
UOu6LD/|h 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
x'2 ,sE 7.8 添加一个新的轮廓 111
}*.:Hv" 7.9 创建上方的线性波导 112
A3"1D 8 各向异性BPM 115
nR o=J5tY 8.1 定义材料 116
AGEZ8(h 8.2 创建轮廓 117
L7Qo- 8.3 定义布局设置 118
s`#ntset0 8.4 创建线性波导 120
a*6wSAA ) 8.5 设置模拟参数 121
7}d$*C 8.6 预览介电常数分量 122
E5*-;>2c 8.7 创建输入面 123
i<#h]o
C} 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
Eg`R|CF 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
8lOZIbwS 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
$v:gBlj%" 9.2 定义布局设置 130
>G<\1R 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
#.)xm(Ys 9.4 编辑输入平面 132
:/@k5#DY 9.5 设置模拟参数 134
L2CW'Hd 9.6 运行模拟 135
nY{i>Y 10 电光调制器 138
Lf^5Eo/
5A 10.1 定义电解质材料 139
Nt
zq"ces) 10.2 定义电极材料 140
8Wdkztp/S 10.3 定义轮廓 141
GB<R7J 10.4 绘制波导 144
1 [fo'M 10.5 绘制电极 147
#)_J)/h 10.6 静电模拟 149
h4XcKv+ 10.7 电光模拟 151
;23=p=/h 11 折射率(RI)扫描 155
X2\E9hJg 11.1 定义材料和通道 155
<`c25ih.4 11.2 定义布局设置 157
YKP=0 j3, 11.3 绘制线性波导 160
S}.\v< 11.4 插入输入面 160
tLS<0 11.5 创建脚本 161
{A]k%74-a 11.6 运行模拟 163
M5']sdR(l 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
e1%rVQ(v 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
;JOD!| 12.1 定义材料 165
N@cMM1 12.2 创建参考轮廓 166
.-.q3ib 12.3 定义布局设置 166
$zC6(C(l 12.4 用户自定义轮廓 167
:
cFF 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
\R8 6;9ov 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
+jq
2pFQ 13.1 定义材料 173
,^.S0;D,Z 13.2 创建钛扩散轮廓 173
_&W0e} 4 13.3 定义晶圆 174
iD%qy /I/ 13.4 创建器件 175
'1CD-
Bu 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
GhqgRzX 13.6 定义电极区域 178
lir&e
9I+ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
'rS'B.D 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
)UR1E?' 13.8 运行模拟 182
PqT"jOF]n 13.9 创建脚本 184
RI(=HzB 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
|yLk5e~@- 14.1 理论背景 186
gWFL 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
rW:iBq 14.3 生成脚本数据 190
uDILjOT 14.4 导出散射数据 193
"w*@R8v 14.5 创建臂 194
.=Pm>o/, 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
/"(b.& 14.7 加载两个臂的文件 200
(JevHdI*V 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
dKU5; 14.9 连接元件 202
>4Iv[ D1 14.10 运行模拟 203
_kh>Z 14.11 创建图以查看结果 204
-{!&/;Z 对此书感兴趣可以扫码加微联系
m+Y@UgB [attachment=132732