前 言
随着時(shí)代的發展，人(rén)們對光網絡帶寬的需求越來(lái)越高(gāo)，光通(tōng)信網絡也越來(lái)越複雜。各類光通(tōng)信系統中，存在着許多(duō)的波導類元件，如分束器(qì)，耦合器(qì)，複用器(qì)，AWG等，這些(xiē)元件在整個(gè)光通(tōng)信系統中起着至關重要的作(zuò)用。而此類光波導器(qì)件研發人(rén)員，可(kě)以使用OptiBPM來(lái)對相關的元器(qì)件進行(xíng)模拟分析與設計(jì)，這可(kě)以大(dà)大(dà)降低(dī)時(shí)間(jiān)成本和(hé)物料成本。
OptiBPM是基于光束傳輸算(suàn)法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）來(lái)模拟光通(tōng)過任意波導介質（各向同性與各向異性）。并可(kě)使用合适的數(shù)值方法，如Crank-Nicholson方法和(hé)Scheme Parameter以及ADI，來(lái)進行(xíng)計(jì)算(suàn)，計(jì)算(suàn)過程中可(kě)以使用合适的邊界條件，如TBC和(hé)PML邊界條件，以完成整個(gè)波導結構的仿真和(hé)分析，獲得(de)任意位置處的電(diàn)磁場(chǎng)分布。
通(tōng)過OptiBPM，科研人(rén)員可(kě)以同時(shí)觀察近場(chǎng)分布（包含幅度、相位等），檢測輻射以及方向場(chǎng)（Guided Field）。OptiBPM能夠提升科研人(rén)員在波導器(qì)件設計(jì)的效率，減小(xiǎo)風險并降低(dī)整體(tǐ)研發産品成本。
本書(shū)詳細描述了各類光波導模型的創建以及分析方法，旨在幫助OptiBPM軟件初學者快速學會(huì)常用的軟件功能。本書(shū)主要參考OptiWave公司發布的案例以及相關操作(zuò)手冊翻譯整理(lǐ)而成。
本書(shū)第一章主要介紹了軟件的安裝方法以及軟件的開(kāi)發背景，第二~十三章，分别描述了如何創建以及分析常見的波導類器(qì)件，如MMI耦合器(qì)、MMI星形耦合器(qì)、3dB耦合器(qì)、電(diàn)光調制(zhì)器(qì)、Chip-to-Fiber對接耦合器(qì)、馬赫澤德幹涉儀等，并包含了創建各類波導的方法和(hé)分析方法，如參數(shù)掃描，腳本自定義等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM設計(jì)的元器(qì)件，導入到OptiSystem（一款光通(tōng)信系統模拟仿真軟件）中做(zuò)聯合仿真，可(kě)以查看此元器(qì)件在光通(tōng)信系統中的具體(tǐ)行(xíng)為(wèi)。
《OptiBPM入門(mén)指南》，是由上(shàng)海訊技(jì)光電(diàn)工程師(shī)翻譯整理(lǐ)而來(lái)，譯者希望本書(shū)能夠對OptiBPM的使用者有(yǒu)所幫助，通(tōng)過學習後能夠較好的掌握OptiBPM軟件的基本使用方法。由于譯者水(shuǐ)平有(yǒu)限，書(shū)中錯誤纰漏之處在所難免，敬請(qǐng)同行(xíng)讀者批評和(hé)指正
上(shàng)海訊技(jì)光電(diàn)科技(jì)有(yǒu)限公司
2021年4月
目 錄
1 入門(mén)指南 4
1.1 OptiBPM安裝及說明(míng) 4
1.2 OptiBPM簡介 5
1.3 光波導介紹 8
1.4 快速入門(mén) 8
2 創建一個(gè)簡單的MMI耦合器(qì) 28
2.1 定義MMI耦合器(qì)材料 28
2.2 定義布局設置 29
2.3 創建一個(gè)MMI耦合器(qì) 31
2.4 插入input plane 35
2.5 運行(xíng)模拟 39
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟結果 43
3 創建一個(gè)單彎曲器(qì)件 44
3.1 定義一個(gè)單彎曲器(qì)件 44
3.2 定義布局設置 45
3.3 創建一個(gè)弧形波導 46
3.4 插入入射面 49
3.5 選擇輸出數(shù)據文件 53
3.6 運行(xíng)模拟 54
3.7 在OptiBPM_Analyzer中預覽模拟結果 57
4 創建一個(gè)MMI星形耦合器(qì) 60
4.1 定義MMI星形耦合器(qì)的材料 60
4.2 定義布局設置 61
4.3 創建一個(gè)MMI星形耦合器(qì) 61
4.4 插入輸入面 62
4.5 運行(xíng)模拟 63
4.6 預覽最大(dà)值 65
4.7 繪制(zhì)波導 69
4.8 指定輸出波導的路徑 69
4.9 在OptiBPM_Analyzer中預覽模拟結果 71
4.10 添加輸出波導并預覽仿真結果 72
4.11 在OptiBPM_Analyzer中預覽模拟結果 74
5 基于VB腳本進行(xíng)波長掃描 75
5.1 定義波導材料 75
5.2 定義布局設置 76
5.3 創建波導 76
5.4 修改輸入平面 77
5.5 指定波導的路徑 78
5.6 運行(xíng)模拟 79
5.7 在OptiBPM_Simulator中預覽模拟結果 81
5.8 應用VB腳本進行(xíng)模拟 82
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟結果 84
6 應用VB腳本設計(jì)一個(gè)3dB的耦合器(qì) 88
6.1 定義3dB耦合器(qì)所需的材料 88
6.2 定義布局結構 89
6.3 繪制(zhì)并定位波導 91
6.4 生(shēng)成布局腳本 95
6.5 插入和(hé)編輯輸入面 97
6.6 運行(xíng)模拟 98
6.7 修改布局腳本 100
6.8 在OptiBPM_Analyzer中預覽模拟結果 102
7 應用預定義擴散過程 104
7.1 創建一個(gè)由钛在铌酸锂中擴散所形成的線性波導 104
7.2 定義布局設置 106
7.3 設計(jì)波導 107
7.4 設置模拟參數(shù) 108
7.5 運行(xíng)模拟 110
7.6 基于钛和(hé)鎂在铌酸锂中的擴散，創建一個(gè)掩埋波導 111
7.7 将模闆以新的名稱進行(xíng)保存 111
7.8 添加一個(gè)新的輪廓 111
7.9 創建上(shàng)方的線性波導 112
8 各向異性BPM 115
8.1 定義材料 116
8.2 創建輪廓 117
8.3 定義布局設置 118
8.4 創建線性波導 120
8.5 設置模拟參數(shù) 121
8.6 預覽介電(diàn)常數(shù)分量 122
8.7 創建輸入面 123
8.8 運行(xíng)各向異性BPM模拟 124
9 創建一個(gè)chip-to-fiber對接耦合器(qì) 127
9.1 定義chip-to-fiber對接耦合器(qì)的材料和(hé)波導 128
9.2 定義布局設置 130
9.3 創建一個(gè)chip-to-fiber對接耦合器(qì) 130
9.4 編輯輸入平面 132
9.5 設置模拟參數(shù) 134
9.6 運行(xíng)模拟 135
10 電(diàn)光調制(zhì)器(qì) 138
10.1 定義電(diàn)解質材料 139
10.2 定義電(diàn)極材料 140
10.3 定義輪廓 141
10.4 繪制(zhì)波導 144
10.5 繪制(zhì)電(diàn)極 147
10.6 靜電(diàn)模拟 149
10.7 電(diàn)光模拟 151
11 折射率(RI)掃描 155
11.1 定義材料和(hé)通(tōng)道(dào) 155
11.2 定義布局設置 157
11.3 繪制(zhì)線性波導 160
11.4 插入輸入面 160
11.5 創建腳本 161
11.6 運行(xíng)模拟 163
11.7 在OptiBPM_Analyzer中預覽結果 163
12 應用用戶自定義擴散輪廓 165
12.1 定義材料 165
12.2 創建參考輪廓 166
12.3 定義布局設置 166
12.4 用戶自定義輪廓 167
12.5 根據參考輪廓檢測用戶自定義輪廓 170
13 馬赫-澤德幹涉儀開(kāi)關 172
13.1 定義材料 173
13.2 創建钛擴散輪廓 173
13.3 定義晶圓 174
13.4 創建器(qì)件 175
13.5 檢查x-y切面的RI輪廓 177
13.6 定義電(diàn)極區(qū)域 178 |
