[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 "c5bz  
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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。 ${F4x"x  
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OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 uxOeD%Z>  
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 ;ztt*py  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ~PtIq.BY  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 PB(q9gf"1}  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 =j~v
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目 录 sqEOXO  
1 入门指南 4 0,]m.)ws  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 >X_5o^s2s  
1.2 OptiBPM简介 5 d=DQS>Nz  
1.3 光波导介绍 8 u Wxl\+_i  
1.4 快速入门 8 M~ku4ZP  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 /Y`u4G()  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 P;U(2;9 N  
2.2 定义布局设置 29 !zQbF&>  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 g2%fla7r  
2.4 插入input plane 35 4de:hE   
2.5 运行模拟 39 b[rVr J  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 sKwUY{u\M  
3 创建一个单弯曲器件 44 })yB2Q0  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ~zYk,;m  
3.2 定义布局设置 45 )>(ZX
9diV  
3.3 创建一个弧形波导 46  ae>B0#=  
3.4 插入入射面 49 z(n Ba]^[F  
3.5 选择输出数据文件 53 OsV'&@+G>  
3.6 运行模拟 54 E}g)q;0v|2  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 +`f3_Xd  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 8P*d  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 6FkBb!ASk  
4.2 定义布局设置 61 *TgD{>s  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 }0}=-g&  
4.4 插入输入面 62 (3?W)i  
4.5 运行模拟 63 ;R([w4[~  
4.6 预览最大值 65 P$zhMnAAN  
4.7 绘制波导 69
KA? J:  
4.8 指定输出波导的路径 69 |c[= V?AC  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 FWW*f _L  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 l.xKv$uOGR  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 E1D0un  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 vMzBp
#MT  
5.1 定义波导材料 75 ]@uuB\u  
5.2 定义布局设置 76 -sxu7I  
5.3 创建波导 76 fb8)jd'~}O  
5.4 修改输入平面 77 bJcO,M:2  
5.5 指定波导的路径 78 hrW2#v  
5.6 运行模拟 79 ,Bs/.htQj  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 3}lIY7O  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 4hx4/5[^  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 )%09j0y>l"  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 j@R"AP}  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5><T#0W?  
6.2 定义布局结构 89 bTMgEY  
6.3 绘制并定位波导 91 8GeJ%^0o}  
6.4 生成布局脚本 95 0"{-<Wot}  
6.5 插入和编辑输入面 97 Z~]G+(  
6.6 运行模拟 98 X<Ag['r  
6.7 修改布局脚本 100 dVSQG947i:  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 "hnvND4=  
7 应用预定义扩散过程 104
{
dYz|O<  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 I2
WWhsNC  
7.2 定义布局设置 106 q[(1zG%NbA  
7.3 设计波导 107 u\(>a  
7.4 设置模拟参数 108 av bup  
7.5 运行模拟 110 c8Nl$|B  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 aVZ/e^kk-  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 TZhYgV  
7.8 添加一个新的轮廓 111 Z*'<9l_1  
7.9 创建上方的线性波导 112 &$ fyY:<\  
8 各向异性BPM 115 7Vuf4Z5  
8.1 定义材料 116 >T)tAZ?WK  
8.2 创建轮廓 117 &crR nv?  
8.3 定义布局设置 118 (7ujJ}#,  
8.4 创建线性波导 120 \U<d)j/  
8.5 设置模拟参数 121 bg5i+a,?  
8.6 预览介电常数分量 122 vX_;Y#uD  
8.7 创建输入面 123 cRE6/qrXGg  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ZiPz~G0[^  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 kN6jX  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 = |E8z u%  
9.2 定义布局设置 130 U6.hH%\}@  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 s>)?MB*vb  
9.4 编辑输入平面 132 -2j[;kgt}  
9.5 设置模拟参数 134 sR^b_/ElxT  
9.6 运行模拟 135 KquuM ]5S  
10 电光调制器 138 yqH9*&KH{  
10.1 定义电解质材料 139 J%lrXm(l{  
10.2 定义电极材料 140 jOd+LXPJ  
10.3 定义轮廓 141 >7r%k,`  
10.4 绘制波导 144 [hV}$0#E[O  
10.5 绘制电极 147 jX0^1d@  
10.6 静电模拟 149 {|'NpV  
10.7 电光模拟 151 z<%dWz  
11 折射率(RI)扫描 155 ?*.:*A  
11.1 定义材料和通道 155 z4(`>z2a  
11.2 定义布局设置 157 NLu[<u U*  
11.3 绘制线性波导 160 +F.@n_}p-I  
11.4 插入输入面 160 N)PkE>%X  
11.5 创建脚本 161 jz
Siw z  
11.6 运行模拟 163 U'u_'5{  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ui-]%~  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 %{rPA3Xoy  
12.1 定义材料 165 >f4[OBc  
12.2 创建参考轮廓 166 ]$#9B-uB  
12.3 定义布局设置 166 o_BRsJy  
12.4 用户自定义轮廓 167 Lq2jXy5#n  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 V5p^]To!  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 @R<z=n"  
13.1 定义材料 173 yo8mfH_,  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 AxeQv'e  
13.3 定义晶圆 174 j#u{(W'r  
13.4 创建器件 175 g W_E  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ohs`[U=%~  
13.6 定义电极区域 178 =l:k($%%  
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dTL]Xk  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 e*}:tH  
13.8 运行模拟 182 p+5J  
13.9 创建脚本 184 vvs2:87zvJ  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ,N;2"$+E  
14.1 理论背景 186 $|@pY| f  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ?:&2iW7z  
14.3 生成脚本数据 190 !D?(}nag  
14.4 导出散射数据 193 \ueCbfV!Z4  
14.5 创建臂 194 w~&#:F?
  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 9_4(}|"N|  
14.7 加载两个臂的文件 200 ]O{i?tyX  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 |ICn/r~  
14.9 连接元件 202 mkfDDl2 GP  
14.10 运行模拟 203 X&h?1lMJ /  
14.11 创建图以查看结果 204 ,F*HZBNFZ  
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