[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 M4oy  
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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。 y^,1a[U.  
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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。 rq/yD,I,  
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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。 T@:Wp4>69  
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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。 %S@ZXf~:  
RK'\C\gMDu  
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。 'EEJU/"u  
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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 nwB_8mN|  
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目 录 6Z6'}BDP  
1 入门指南 4 B:;pvW]  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ?wiCQ6*$  
1.2 OptiBPM简介 5 b9KP(
_  
1.3 光波导介绍 8 _"Dv uR  
1.4 快速入门 8 MSQEO4ge  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 /7nb,!~~l  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 av}k)ZT_  
2.2 定义布局设置 29 @;zl  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 /yDz/>ID\  
2.4 插入input plane 35 !N\@'F!  
2.5 运行模拟 39 7 S#J>*  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 #zv3b[@  
3 创建一个单弯曲器件 44 2\A$6N;_  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 JgKO|VO  
3.2 定义布局设置 45 {7"Q\  
3.3 创建一个弧形波导 46 xaq-.IQAM$  
3.4 插入入射面 49 $<dH?%!7  
3.5 选择输出数据文件 53 AW%#O\N  
3.6 运行模拟 54 <y2U3;t  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 fnjPSts0  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 F'={q{2wH  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 LvH4{B  
4.2 定义布局设置 61 Gv!2f  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 9
-VNp;V
 
4.4 插入输入面 62 qOIyub  
4.5 运行模拟 63 ?/
wm(uL  
4.6 预览最大值 65 :}L[sl\R  
4.7 绘制波导 69 KVoS C@w  
4.8 指定输出波导的路径 69 7{e 4c  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 [i21FX  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 {nBhdM:i  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~RW+GTe  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 >a!/QMh  
5.1 定义波导材料 75 Z, zWuE3  
5.2 定义布局设置 76 u:6Ic)7'  
5.3 创建波导 76 |sJ[0z  
5.4 修改输入平面 77 A2I9R;}  
5.5 指定波导的路径 78 !_]Y~[  
5.6 运行模拟 79 [N-Di"  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 }Sm(]y  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 s[RAHU  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 G, }Yl  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 2RVN\?s:  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 {g'(~ qv  
6.2 定义布局结构 89 IA fcT!{  
6.3 绘制并定位波导 91 g+8OekzB5  
6.4 生成布局脚本 95 [SjqOTon{  
6.5 插入和编辑输入面 97 ttaM.  
6.6 运行模拟 98 i^/T  
6.7 修改布局脚本 100 MD}w Y><C  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 }kw#7m54  
7 应用预定义扩散过程 104 EKYY6S2  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 9a[9i}_  
7.2 定义布局设置 106 yJ[0WY8<kC  
7.3 设计波导 107 A]_7}<<N  
7.4 设置模拟参数 108 2 ~dE<}  
7.5 运行模拟 110 70yFaW  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 >2Y=*K,:  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 gldAP:  
7.8 添加一个新的轮廓 111 +C^nO=[E  
7.9 创建上方的线性波导 112 Z\(q@3C  
8 各向异性BPM 115 iQ0KfoG?U  
8.1 定义材料 116 =}<IfNA  
8.2 创建轮廓 117 [$ubNk;!z  
8.3 定义布局设置 118 nQF(vTDN  
8.4 创建线性波导 120 bt@< ut\  
8.5 设置模拟参数 121 ")1:F>  
8.6 预览介电常数分量 122 vSGH[nyCY  
8.7 创建输入面 123 i7CX65&b  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 H9Gh>u]}  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 PF0_8,@U  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 +N]J5Ve-`t  
9.2 定义布局设置 130 /m!BY}4W  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 T )&A2q  
9.4 编辑输入平面 132 =bAx,,D#  
9.5 设置模拟参数 134 vRTkgH#4l  
9.6 运行模拟 135 1>.Ev,X+e  
10 电光调制器 138 vJLK,[  
10.1 定义电解质材料 139 8$]1M,$r  
10.2 定义电极材料 140 O"+gQXe  
10.3 定义轮廓 141 bS{bkE>  
10.4 绘制波导 144
XMCXQs&  
10.5 绘制电极 147 w$>u b@=  
10.6 静电模拟 149 OMky$d#  
10.7 电光模拟 151 x[|}.Ew  
11 折射率(RI)扫描 155 f'F?MINJP  
11.1 定义材料和通道 155 9V a}I
-  
11.2 定义布局设置 157 qRu~$K  
11.3 绘制线性波导 160 qfX6TV5J}!  
11.4 插入输入面 160 mupT<_Y  
11.5 创建脚本 161 xPdG*OcX!  
11.6 运行模拟 163 i[i4h"$0  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 }czrj%6  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 XjBW9a  
12.1 定义材料 165 C;v.S5x  
12.2 创建参考轮廓 166 xn

jf  
12.3 定义布局设置 166 hy9\57_#  
12.4 用户自定义轮廓 167 #j;^\rSv-  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 BqEI(c6  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 _OYasJUMG  
13.1 定义材料 173 m1b?J3  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ??5Q)Erm1  
13.3 定义晶圆 174 g%o(+d  
13.4 创建器件 175 Xa[.3=bV?  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 @ 8(q$  
13.6 定义电极区域 178 -+-?w|}qV  
@?ebuj5{e  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 zE*li`@  
13.8 运行模拟 182 \Zk;ikEY  
13.9 创建脚本 184 C-xr"]#]  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 c&6I[R  
14.1 理论背景 186 b\f O8{k  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 &{5,:%PXw  
14.3 生成脚本数据 190 >[f?vrz  
14.4 导出散射数据 193 4>YR{  
14.5 创建臂 194 G+9,,`2  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 XoK:N$\}t  
14.7 加载两个臂的文件 200 *YI98  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 XE
 RUo  
14.9 连接元件 202 /|w6:;$;mn  
14.10 运行模拟 203 oE@a'*.\  
14.11 创建图以查看结果 204 $B+8Of  
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