[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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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。 A&nU]R8S  
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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。 ByCnD  
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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=)2f=  

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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。 |SyMngIY  
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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。 ABUSTf<  
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《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 kF/9-[]$g,  
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目 录 <~ Sz04  
1 入门指南 4 J~#;<e{\"  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 d/i`l*  
1.2 OptiBPM简介 5 AhZ8 0!  
1.3 光波导介绍 8 HD(.BW7  
1.4 快速入门 8 m=YU2!Mb  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 `ho1nY$)CE  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 % LJs  
2.2 定义布局设置 29 r/SG 4  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 lV%N  
2.4 插入input plane 35 ,_Z+8  
2.5 运行模拟 39 ;VWAf;U;B  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 }Hn/I,/  
3 创建一个单弯曲器件 44 Q=]w !I\  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Y.*y9)#S6  
3.2 定义布局设置 45 0:+WO%z  
3.3 创建一个弧形波导 46 U\Z?taXB  
3.4 插入入射面 49 *8LMn  
3.5 选择输出数据文件 53 ]Ux<aiY]a  
3.6 运行模拟 54 daYx76yP_?  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 () j=5KDu  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 3+XOZh8  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ra o[VZ  
4.2 定义布局设置 61 ayiu,DXx  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 mya_4I m  
4.4 插入输入面 62 5O\*h;U 6  
4.5 运行模拟 63 y~FV2$  
4.6 预览最大值 65 78/Zk}I]  
4.7 绘制波导 69 uuQ(&  
4.8 指定输出波导的路径 69 ~J P=T  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 m@^1JlH  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 qTqwPWW*  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 L31HGH2l  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 t2lS ~l)  
5.1 定义波导材料 75 NgY=&W,  
5.2 定义布局设置 76 ^Y'HaneoM  
5.3 创建波导 76 uXKERzg  
5.4 修改输入平面 77 <N%7|t*eT  
5.5 指定波导的路径 78 )BwjZMJ.N  
5.6 运行模拟 79 )'~6HO8Z  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 l?Ya"C`FL  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 cZ|\.0-  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 a]MX)?  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 :3I@(k\PY  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Y*14v~\'  
6.2 定义布局结构 89 f\jLqZY  
6.3 绘制并定位波导 91 kOed ]>H  
6.4 生成布局脚本 95 `b^Ru+(dM  
6.5 插入和编辑输入面 97 ]bK=FIK2  
6.6 运行模拟 98 JhLgCnm  
6.7 修改布局脚本 100 lR(+tj)9uO  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 D ^x-^6^  
7 应用预定义扩散过程 104 VSSu&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 FAj)OTI2S  
7.2 定义布局设置 106 RS^lKJ1 U  
7.3 设计波导 107 iB498t  
7.4 设置模拟参数 108 i(NdGL#P  
7.5 运行模拟 110 ;S>])
5<  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 wbst8*$  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 jJ5W>Q1mK$  
7.8 添加一个新的轮廓 111 %;rHrDP(>  
7.9 创建上方的线性波导 112 hUF5fZqii  
8 各向异性BPM 115 } x2DT8u  
8.1 定义材料 116 !s&NT @ S  
8.2 创建轮廓 117 
LS917ci-  
8.3 定义布局设置 118 _iir<}  
8.4 创建线性波导 120 eb=D/  
8.5 设置模拟参数 121 c\Q7"!e  
8.6 预览介电常数分量 122 r_-_a(1R:  
8.7 创建输入面 123 o<|P9#(U"  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Ac<Phy-J  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 b4QI)z  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 y$_eCmq  
9.2 定义布局设置 130 *exS6@N]  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 [@5Ytv H  
9.4 编辑输入平面 132 u)~C;f)  
9.5 设置模拟参数 134 6BCf:mqP  
9.6 运行模拟 135 H kQ)n3  
10 电光调制器 138 U4b0*`o  
10.1 定义电解质材料 139 ;JayoJ  
10.2 定义电极材料 140 {qN 5MsY  
10.3 定义轮廓 141 ~1>.A(,=z  
10.4 绘制波导 144 Np"exFqN k  
10.5 绘制电极 147 ,&R/
4:I  
10.6 静电模拟 149 <1t*I!e_  
10.7 电光模拟 151 Z\k&gio5C^  
11 折射率(RI)扫描 155 `.i!NBA'6  
11.1 定义材料和通道 155 #g]vc_V  
11.2 定义布局设置 157 ;N0~;I  
11.3 绘制线性波导 160 
"CI=`=  
11.4 插入输入面 160 .8by"?**  
11.5 创建脚本 161
6I4oi@hZz  
11.6 运行模拟 163 ~NpA".PB  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 R5X.^u  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 !Ikt '5/  
12.1 定义材料 165 oz}+T(@O  
12.2 创建参考轮廓 166 !X;1}  
12.3 定义布局设置 166 7G/1VeVjB  
12.4 用户自定义轮廓 167 /assq+H  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 f)^_|8  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 n}!PO[m~  
13.1 定义材料 173 AMyIAZnYq)  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 j,"@?Wt7  
13.3 定义晶圆 174 (A~/'0/  
13.4 创建器件 175 d~1gMz+)  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 {M^3m5.^  
13.6 定义电极区域 178 5Hw~2 ?a,  
7~5ym15*  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 MP4z-4Y  
13.8 运行模拟 182 .K
p  
13.9 创建脚本 184 <w)r`D6  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 jhb6T ?}  
14.1 理论背景 186 B4i!/@0s  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 $Z\.-QE\  
14.3 生成脚本数据 190 {l
/-LZ.  
14.4 导出散射数据 193 f (F)1  
14.5 创建臂 194 e-"nB]n^/  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 <U!`J[n%  
14.7 加载两个臂的文件 200 ^HqY9QT2  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 5a hVeY  
14.9 连接元件 202 vJ-q*qM1  
14.10 运行模拟 203 X ><?F|#7T  
14.11 创建图以查看结果 204 3tZ]4ms}  
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