[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 >Kqj{/SWK  
J@&$U7t  
随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。 D0"yZp}  
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OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 l7FZ;%&  
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 xfZ9&g  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 `^@g2c+d  
A*?/F:E  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 s2 t-T0;  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 _16&K}<  
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目 录
3]5&&=#  
1 入门指南 4 ^~hhdwu3a  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 x#!{5;V&K  
1.2 OptiBPM简介 5 N NXwT0t  
1.3 光波导介绍 8 D6@
4  
1.4 快速入门 8 RI<Yg#  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 )l81R  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 b&_u O  
2.2 定义布局设置 29 )QJU
]G  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 4w/t$lR  
2.4 插入input plane 35 ztt%l #  
2.5 运行模拟 39 I
DVY2`sM  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 f1,$<Y|qU  
3 创建一个单弯曲器件 44 d}A2I  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Tef3 Z6  
3.2 定义布局设置 45 gx{~5&1  
3.3 创建一个弧形波导 46 %.Q2r ?j  
3.4 插入入射面 49 lyc{Z%!3  
3.5 选择输出数据文件 53 u{dN>}{  
3.6 运行模拟 54 |<o>$;mZ  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Yi! >8  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 D-\'P31  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 8Nl|\3nl-  
4.2 定义布局设置 61 c
$UpR"+  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 `E1_S  
4.4 插入输入面 62
xWI 0s;k  
4.5 运行模拟 63 P(gID  
4.6 预览最大值 65 2$/gg"g+  
4.7 绘制波导 69 f;; S  
4.8 指定输出波导的路径 69 #j~FA3O  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ucm.~1G(  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ff+9(P>*  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 jgfP|oD  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 UHDI9>G~,  
5.1 定义波导材料 75 ,h(+\^ ?,  
5.2 定义布局设置 76 U=<.P;+f9  
5.3 创建波导 76 uL{~(?U$  
5.4 修改输入平面 77 |$-d,] V  
5.5 指定波导的路径 78 F/,<dNJ  
5.6 运行模拟 79 \/dm}' `  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ""KN?qh9  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 eX),B  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 sV4tu(~  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 g|*eN{g]uE  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 f0'Wq^^  
6.2 定义布局结构 89 H\>I&gC'  
6.3 绘制并定位波导 91 2dlV'U_g  
6.4 生成布局脚本 95 |~vQ0D  
6.5 插入和编辑输入面 97 'C8=d(mR=m  
6.6 运行模拟 98 g"AfI  
6.7 修改布局脚本 100 >Ti2E+}[M  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 9^h%}>  
7 应用预定义扩散过程 104 K@u."e
aD  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 |ssIUJ  
7.2 定义布局设置 106 *"bp}3$^^  
7.3 设计波导 107 OU5|m%CmO  
7.4 设置模拟参数 108 Zkep7L   
7.5 运行模拟 110 vrldRn'*9  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 uTt:/gm  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 8`?j*FV7kq  
7.8 添加一个新的轮廓 111 U[ungvU1U  
7.9 创建上方的线性波导 112 $%"}N_M  
8 各向异性BPM 115 !rqR]nd  
8.1 定义材料 116 JBJ7k19;  
8.2 创建轮廓 117 }EG(!)u  
8.3 定义布局设置 118 ]6[d-$#^ko  
8.4 创建线性波导 120 #\;w
::  
8.5 设置模拟参数 121 ]|BSX-V.%i  
8.6 预览介电常数分量 122 %>U*A  
8.7 创建输入面 123 NKh{iSLm  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 wef^o"aP  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 /'_ RI  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 tLXw&hFk`g  
9.2 定义布局设置 130 'i-O
  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 G&H"8REm  
9.4 编辑输入平面 132 EQhV}9  
9.5 设置模拟参数 134 Bj
[/tQ  
9.6 运行模拟 135 0-~x[\>>  
10 电光调制器 138 e[dRHl  
10.1 定义电解质材料 139 */e5lRO\  
10.2 定义电极材料 140 ?YykCJJ ~@  
10.3 定义轮廓 141 0qUap*fvC  
10.4 绘制波导 144 ~ b_gwJ'  
10.5 绘制电极 147 bbkI}d%(Ng  
10.6 静电模拟 149 =eLb"7C#0  
10.7 电光模拟 151 YY
h_lAS>  
11 折射率(RI)扫描 155 L2$L.@  
11.1 定义材料和通道 155 A:J{  
11.2 定义布局设置 157 Y--8v#t  
11.3 绘制线性波导 160 !Qzp!k9d  
11.4 插入输入面 160 A+D
YIS  
11.5 创建脚本 161 eV%bJkt.  
11.6 运行模拟 163 cT
TE]ix]  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 )fL*Ws6  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 `\0a5UFR  
12.1 定义材料 165 * v]UgPk  
12.2 创建参考轮廓 166 jdf@lb=5l  
12.3 定义布局设置 166 I,3!uogn  
12.4 用户自定义轮廓 167 ;O11)u?/s|  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 9?c^~77  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 -;-"i J0  
13.1 定义材料 173 n"Vd"}sU.  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 _q4m7C<  
13.3 定义晶圆 174 x@}Fn:c!5  
13.4 创建器件 175 @v=q,A8_  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 2H "iN[2A  
13.6 定义电极区域 178 L:Eb(
z/D  
y]9UFL"  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 gXJ^o;R>M  
13.8 运行模拟 182 Z?mg1;Q  
13.9 创建脚本 184 jy2nn:1#^  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 r/2:O92E  
14.1 理论背景 186 db~:5#*  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 /D+$|kmW]  
14.3 生成脚本数据 190 )c !S@Hs  
14.4 导出散射数据 193 L|w-s4L  
14.5 创建臂 194 S>E.*]_  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 i8.[d5  
14.7 加载两个臂的文件 200 4] 1a^@?  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 elgQcJ99  
14.9 连接元件 202 oy: MM  
14.10 运行模拟 203 Yk?q7xuT  
14.11 创建图以查看结果 204 cvfAa#tq>  
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