[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 'B>fRN  
;/l$&:  
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。 GgwO>[T  
{}RE;5n\['  
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。 :sDE'o  
E{'{fo!#)  
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。 {xJq F4  
D+.< kY.  
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。 'RZ=A+%X  
: .Y
  
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。 Jas=D  
dnRbt{`jP  
《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 B8_)I.  
#Sy
F-QZ[1  
IsP-[0it  
目 录 wiHGTaR  
1 入门指南 4 vMG>Xb  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ts|dk%  
1.2 OptiBPM简介 5 nIc:<w]  
1.3 光波导介绍 8 a_}k^zw(  
1.4 快速入门 8 Zcst$Aro  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ML eo3  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 <j\osw1R  
2.2 定义布局设置 29 cC@.&  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 k%2woHSu&  
2.4 插入input plane 35
V;}kgWc1  
2.5 运行模拟 39 }Rl^7h<!  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 GY%^!r  
3 创建一个单弯曲器件 44 [=/Yo1:v  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 bT93R8yp  
3.2 定义布局设置 45 Z8
mSm[w  
3.3 创建一个弧形波导 46 ^<u9I5?  
3.4 插入入射面 49 "$P|!k45(  
3.5 选择输出数据文件 53 9rD6."G  
3.6 运行模拟 54 <7  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 zt,Tda4Y  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 F/8="dM  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 fyHFfPEE  
4.2 定义布局设置 61 hv.33l  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 1=o|[
7  
4.4 插入输入面 62 xbUL./uj  
4.5 运行模拟 63 %3SBs*?  
4.6 预览最大值 65 V%|CCrR  
4.7 绘制波导 69 _T\/kJ)Q\  
4.8 指定输出波导的路径 69 4DLp+6zP  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 v$n J$M&k  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ?so=k&I-M  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 C6<*'5T  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 J]h
$4"  
5.1 定义波导材料 75 U
w`YlUT\  
5.2 定义布局设置 76 '>"
ri
Ek  
5.3 创建波导 76 m%$GiNs}  
5.4 修改输入平面 77 %KjvV<f-a  
5.5 指定波导的路径 78 8,VX%CS#q  
5.6 运行模拟 79 iwiHw  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 }8lv
i vR4  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 5Yxs_t4  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 owR`Z`^h)  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 D6Q6yNE
  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 lhk=yVG3  
6.2 定义布局结构 89 @Yzdq\FI  
6.3 绘制并定位波导 91 dx.,  
6.4 生成布局脚本 95 6_rgj{L  
6.5 插入和编辑输入面 97 n PAl8  
6.6 运行模拟 98 6cQ)*,Q  
6.7 修改布局脚本 100 $4Vpl  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 \N|ma P  
7 应用预定义扩散过程 104 n7A %y2  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 9e aqq  
7.2 定义布局设置 106 K-<kp!v  
7.3 设计波导 107 B)L=)N  
7.4 设置模拟参数 108 (9!/bX<  
7.5 运行模拟 110 ezz;NH  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 NT1"?Thx|  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 'B"A*!"b  
7.8 添加一个新的轮廓 111 178u4$# b  
7.9 创建上方的线性波导 112 \h{M\bSIEa  
8 各向异性BPM 115 U??T>  
8.1 定义材料 116 Hyn*O)q!  
8.2 创建轮廓 117 M~!DQ1u  
8.3 定义布局设置 118 |0wHNRN_  
8.4 创建线性波导 120 6he 
(v  
8.5 设置模拟参数 121 l<DpcLX  
8.6 预览介电常数分量 122 g!![%*' b  
8.7 创建输入面 123 s{Wj&.)M  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ' K\ $B_  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 PV(TDb:0  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 /c4@QbB  
9.2 定义布局设置 130 )@hG#KMK  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 rzk-_AFR  
9.4 编辑输入平面 132 f7du1k3  
9.5 设置模拟参数 134  MYk%p'  
9.6 运行模拟 135 r5s$#,O/&Q  
10 电光调制器 138 
"d3qUk  
10.1 定义电解质材料 139 lFZ}.  
10.2 定义电极材料 140 vR*TW  
10.3 定义轮廓 141 zZh\e,*  
10.4 绘制波导 144 3W#f Fy  
10.5 绘制电极 147 &pk&8_=f  
10.6 静电模拟 149 BIK^<_?+ZU  
10.7 电光模拟 151 i0jR~vF {B  
11 折射率(RI)扫描 155 FV]
;od&c  
11.1 定义材料和通道 155 J;R1OJs S  
11.2 定义布局设置 157 Fx]}<IudA^  
11.3 绘制线性波导 160 dH[TnqJn  
11.4 插入输入面 160 97L|IZ s)  
11.5 创建脚本 161 %=G*{mK  
11.6 运行模拟 163 %Jb/HWC[  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 wMx#dP4W8  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 dU<qFxW  
12.1 定义材料 165 2<X.kM?N{B  
12.2 创建参考轮廓 166 Jmcf9g  
12.3 定义布局设置 166 2$@N4  
12.4 用户自定义轮廓 167 24; BY'   
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 QVq+';cG  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 >vny9^_  
13.1 定义材料 173 E4;@P']`  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 MEled:i  
13.3 定义晶圆 174 0^G5 zQlj  
13.4 创建器件 175 %]iE(!>3oy  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 cZFG~n/  
13.6 定义电极区域 178 .^o3  
%.nZ@';.  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 *$6dNx  
13.8 运行模拟 182 )^q7s&p/  
13.9 创建脚本 184 KJQW))%e  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ji] H|  
14.1 理论背景 186 8 mFy9{M  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 nS$_VJ]~  
14.3 生成脚本数据 190 rq]zt2  
14.4 导出散射数据 193 R32A2Ml  
14.5 创建臂 194 ]Lz:oV^%  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 fvH4<c5x  
14.7 加载两个臂的文件 200 BK/~2u  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Yfa`}
hQ  
14.9 连接元件 202 s/cclFji]  
14.10 运行模拟 203 #UYrSM@u  
14.11 创建图以查看结果 204 s ~Xa=_+D  
新书推荐，有兴趣扫码微信联系 :@=;WB*0