[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 Pz:,de~5Qm  
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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。 Q
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=l*xM/S  
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。 Tt{z_gU6  
0}`-vOLd-  
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。 EleJ$ `/  
Dg0rVV6c  
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。 kAPSVTH$v  
P\6:euI  
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。 vF'>?O?  
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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 &<uLr *+*  
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`G`R|B  
目 录 9609  
1 入门指南 4 eXK3W2XF  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Xz)F-C27h  
1.2 OptiBPM简介 5 Ny/eYF#  
1.3 光波导介绍 8 g.hYhg'KUh  
1.4 快速入门 8 p?ccBq
  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 QQV8Vlv"  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 =G^'wwpv(  
2.2 定义布局设置 29 _FE uQ9E  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 M_ %-A  
2.4 插入input plane 35 N5sVRL"7  
2.5 运行模拟 39 2Zuo).2a.  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 aHpZhR|f$  
3 创建一个单弯曲器件 44 Q/0gd? U?  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ~v pIy-  
3.2 定义布局设置 45 U887@-!3  
3.3 创建一个弧形波导 46 +M_
_\7  
3.4 插入入射面 49 S-gO  
3.5 选择输出数据文件 53 J9]cs?`)  
3.6 运行模拟 54 Rky]F+J  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 0!lWxS0#=  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 Is}kCf  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 -wg}X-'z0  
4.2 定义布局设置 61 >|kD(}Axf  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 u|M
x}  
4.4 插入输入面 62 1eshuL  
4.5 运行模拟 63 g([:"y?  
4.6 预览最大值 65 LFHJj-nk  
4.7 绘制波导 69 -mRgB"8  
4.8 指定输出波导的路径 69 [*zg? ur  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 !1=OaOT  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Q#H"Se  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ug2W{D  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 breF,d$  
5.1 定义波导材料 75 =%IyR  
5.2 定义布局设置 76 8^j~uH  
5.3 创建波导 76
7(.Z8AO  
5.4 修改输入平面 77 b-  t  
5.5 指定波导的路径 78 ~:T@SrVI  
5.6 运行模拟 79 o&%v"#H2  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 %ZWt 45A  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 X]@
"ZV[  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 (iir,Ks2C  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 U6@c)_* <  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 QtK
cv7:4  
6.2 定义布局结构 89 ,7)hrA$(  
6.3 绘制并定位波导 91 r\ft{Z<P  
6.4 生成布局脚本 95 xLoQ0rt 6  
6.5 插入和编辑输入面 97 .06D_L"M  
6.6 运行模拟 98 TQ4L~8  
6.7 修改布局脚本 100 a!:N C  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 &U]/SFY  
7 应用预定义扩散过程 104 fuUtM_11  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 S5 q
1Mn  
7.2 定义布局设置 106 ySO\9#Ho  
7.3 设计波导 107 r@zT!.sc!  
7.4 设置模拟参数 108 \N0vA~N.  
7.5 运行模拟 110 ? F #&F  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 5qQMGN$K  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 3[fm|aU  
7.8 添加一个新的轮廓 111 JXU?'@QY  
7.9 创建上方的线性波导 112 k B]`py!  
8 各向异性BPM 115 g_syGQ\  
8.1 定义材料 116 ;HXk'xN  
8.2 创建轮廓 117 Ei
@  
8.3 定义布局设置 118 ye$_=KARP  
8.4 创建线性波导 120 f- 9t  
8.5 设置模拟参数 121 tjXg  
8.6 预览介电常数分量 122 PtW2S 1?j  
8.7 创建输入面 123 K}@rte  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 +X^GS^mz  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 C'$}{%Cc@$  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 +8//mrL_/  
9.2 定义布局设置 130 u)r/#fUZ  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 FJ~d&L\l  
9.4 编辑输入平面 132 )x/#sW%)  
9.5 设置模拟参数 134 R~oJ-}iYX  
9.6 运行模拟 135 ;(`bP  
10 电光调制器 138 *GE6zGdN  
10.1 定义电解质材料 139 d[3me{Rs  
10.2 定义电极材料 140 mv8H:T  
10.3 定义轮廓 141 C 6 \  
10.4 绘制波导 144 "73y}'  
10.5 绘制电极 147 %[*-aA  
10.6 静电模拟 149 ?(=|!`IoO  
10.7 电光模拟 151 KUZi3\p9W>  
11 折射率(RI)扫描 155 q\o#<'F1J  
11.1 定义材料和通道 155 z U[pn)pe  
11.2 定义布局设置 157 3O$l;|SX  
11.3 绘制线性波导 160 ~+4lmslR  
11.4 插入输入面 160 V[/9?5pM  
11.5 创建脚本 161 o-RZwufZ`  
11.6 运行模拟 163 f~mwDkf?L  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 jJiuq#;T3  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 %;:![?M  
12.1 定义材料 165 X^e
yrqv  
12.2 创建参考轮廓 166 Ly2,*\7  
12.3 定义布局设置 166 ?l6yLn5si^  
12.4 用户自定义轮廓 167 u?72]?SM  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 nb/q!8  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Wu$ryX  
13.1 定义材料 173 pE<a:2J  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 L1RD`qXu.  
13.3 定义晶圆 174 |9S8sfw  
13.4 创建器件 175 |(%<FY$  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 {"Sv~L|J;  
13.6 定义电极区域 178 h8Uhr
D<:  
#h=V@Dh  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 U!|)M  
13.8 运行模拟 182 uZn_*_J!  
13.9 创建脚本 184 @QmN= X5  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 1w7tRw  
14.1 理论背景 186 jV*10kM<  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 8`+=~S  
14.3 生成脚本数据 190 cOP'ql{"  
14.4 导出散射数据 193 45.ks.  
14.5 创建臂 194 F(`|-E"E;  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 D*-  
14.7 加载两个臂的文件 200 S&UP;oc  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 _WWC8?6U  
14.9 连接元件 202 Lf%3-P  
14.10 运行模拟 203 @~hy'6/  
14.11 创建图以查看结果 204 Lld45Bayb  
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