[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 GLn{s  
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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。 .6O"| Mqb  
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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。 {U 'd}Q  
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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。 -[= drj9I  
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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。 {mWui9 %M  
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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。 }R3=fbe,\  
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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 Uie?9&3  
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目 录 I -Xlx<  
1 入门指南 4 A*./,KT  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 dC
=)^(  
1.2 OptiBPM简介 5 *5zrZ]^  
1.3 光波导介绍 8 !zPG?q]3  
1.4 快速入门 8 Lb{e,JH  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 2j(h+?N7k  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 -~eJn'W  
2.2 定义布局设置 29 hlu:=<B  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 HL/bS/KX  
2.4 插入input plane 35 {k4CEt;  
2.5 运行模拟 39 L,d LE
-L  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 J--m[X  
3 创建一个单弯曲器件 44 h8\  T  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 [Q\GxX.  
3.2 定义布局设置 45 H$af/^
 
3.3 创建一个弧形波导 46 n~g)I&  
3.4 插入入射面 49 0Io'bF  
3.5 选择输出数据文件 53 U yw-2]!n  
3.6 运行模拟 54 '(f/~"9B  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 k3+e;[My+  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 IHgeQ F ~  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ^xf<nNF:p  
4.2 定义布局设置 61 }M1sksk5
 
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 fzjU<?}  
4.4 插入输入面 62 7W6cM%_B  
4.5 运行模拟 63 9}
B`uJ  
4.6 预览最大值 65 b 1&i#I?{  
4.7 绘制波导 69 i,13b e  
4.8 指定输出波导的路径 69 &a/__c/l  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 [D5t{[i  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 "Jjs"7  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 sC[yI Up  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 3E f1bhi  
5.1 定义波导材料 75 & cNy  
5.2 定义布局设置 76 {pb>$G:gfx  
5.3 创建波导 76 Z):n c% S  
5.4 修改输入平面 77 d:G]1k;z  
5.5 指定波导的路径 78 R<i38/ ~G  
5.6 运行模拟 79 H _Va"yTO6  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 "EU{8b  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 v/*Y#(X  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 E7Cy(LO  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 H:p Z-v*  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 K[chjp!$l  
6.2 定义布局结构 89 ogFKUD*h&>  
6.3 绘制并定位波导 91 uxg9yp@|  
6.4 生成布局脚本 95 UpXz&k  
6.5 插入和编辑输入面 97 2oJb)CB  
6.6 运行模拟 98 Mg#j3W}]  
6.7 修改布局脚本 100 yqSs,vz  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 GE|+fYVM-$  
7 应用预定义扩散过程 104 %gnM(pxl  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 6h3HDFS7s  
7.2 定义布局设置 106 g'];Estb~  
7.3 设计波导 107 3]-_q"Co4f  
7.4 设置模拟参数 108 nUq<TJ  
7.5 运行模拟 110 @\&m+;6  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 d--y  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 [sW.CK=3  
7.8 添加一个新的轮廓 111 &[2U$`P`V  
7.9 创建上方的线性波导 112 O4<g%.HC6  
8 各向异性BPM 115 G8W#<1LE  
8.1 定义材料 116 T]Nu)  
8.2 创建轮廓 117 8G>>i)Sbg  
8.3 定义布局设置 118 b;|55Y  
8.4 创建线性波导 120 VL[)[~^  
8.5 设置模拟参数 121 -C#PQV  
8.6 预览介电常数分量 122 [OOS`N4<  
8.7 创建输入面 123 =66Nw(E.  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 /v095H@  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 vd`}/~o  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 :V)lbn\  
9.2 定义布局设置 130 )XQ`M?**M  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 \,!QJp4  
9.4 编辑输入平面 132
mVtXcP4b  
9.5 设置模拟参数 134 M8k"je7`s  
9.6 运行模拟 135  ]*O/+  
10 电光调制器 138 ,wKe fpV;5  
10.1 定义电解质材料 139 I2(zxq&2M\  
10.2 定义电极材料 140 |}){}or  
10.3 定义轮廓 141 J
O14KY*%  
10.4 绘制波导 144 m~Ld~I"  
10.5 绘制电极 147 QrApxiw  
10.6 静电模拟 149 p2PY@d}}.  
10.7 电光模拟 151 OdMO=Hy6d  
11 折射率(RI)扫描 155 w@
2Vts  
11.1 定义材料和通道 155 Cw5%\K$=  
11.2 定义布局设置 157 UR(-q  
11.3 绘制线性波导 160 avmcw~ TF  
11.4 插入输入面 160 _w@qr\4i=  
11.5 创建脚本 161 ?}Z1(it0  
11.6 运行模拟 163 P#v*TD'  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 )a}"^1  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 K; FW  
12.1 定义材料 165 > Oh?%%6  
12.2 创建参考轮廓 166 O7']  
12.3 定义布局设置 166 [6jbg
W~E  
12.4 用户自定义轮廓 167 =O|c-k,f@  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 wV?,Z!\Z  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ck#"*],  
13.1 定义材料 173 -Xz?s  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 `SO|zz|'  
13.3 定义晶圆 174 =TR,~8Z|  
13.4 创建器件 175 eUS  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 >#+IaKL7  
13.6 定义电极区域 178 K[ .JlIP  
fIoIW&iy  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 zr76_~B1u  
13.8 运行模拟 182 >k']T/%  
13.9 创建脚本 184 nZR!*$}A  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 5)1+~B  
14.1 理论背景 186 4 ;Qlu  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 O!D/|.Q#%  
14.3 生成脚本数据 190 &PcyKpyd  
14.4 导出散射数据 193 mq/zTm  
14.5 创建臂 194 4([.xT  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 "s W-_j
]  
14.7 加载两个臂的文件 200 !BU)K'mj  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 _9:@Vl]Q@  
14.9 连接元件 202 ^GN8V-X4y  
14.10 运行模拟 203 0f ER*.F  
14.11 创建图以查看结果 204 <(@Syv)  
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