[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 >z0~!!YZ  
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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。 -VK6Fq  
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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。 6;/>asf  
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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。 .0x+b-x  
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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。 1FfdW>ay*  
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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。 (W~jr-O^  
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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 }qUNXE@  
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目 录 XQEGMaZ  
1 入门指南 4 YJgw%UVJ5m  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 \=+s3p5N  
1.2 OptiBPM简介 5 33d86H%;  
1.3 光波导介绍 8 x}TDb0V  
1.4 快速入门 8 lD09(|`  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 v4L#^Jw(^p  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 <}pwFl8C)  
2.2 定义布局设置 29 I\R5Cb<p  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 _]E ~ci}  
2.4 插入input plane 35 )c@I|L  
2.5 运行模拟 39 yI9~LTlA3  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 riI0k{  
3 创建一个单弯曲器件 44 myH:bc>6  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 K?')#%Z/{#  
3.2 定义布局设置 45 oRM EC7!A0  
3.3 创建一个弧形波导 46 I`h9P2~  
3.4 插入入射面 49 N"|^AF  
3.5 选择输出数据文件 53
{]ZZ]  
3.6 运行模拟 54 (_ov_3  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 6y)xMX  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 SdUt
AC2  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 _I_Sq,Z#  
4.2 定义布局设置 61 qF6
YH  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 :W5*fE(i  
4.4 插入输入面 62 yWIM,2x}  
4.5 运行模拟 63 $Aww5G5e  
4.6 预览最大值 65 ogv86d  
4.7 绘制波导 69 `gqBJi  
4.8 指定输出波导的路径 69 E0=-6j  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 uF>I0J#z?  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;VS;),h/  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 /vPh_1  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 9bjjo;A  
5.1 定义波导材料 75 x]%e_  
5.2 定义布局设置 76 ]sO})  
5.3 创建波导 76 YZ\$b=-  
5.4 修改输入平面 77 Vn1kC  
5.5 指定波导的路径 78 k%QhF]  
5.6 运行模拟 79 1?HUXN#,  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 f+0dwlIlC$  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 JGZ,5RTq4-  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 zdn e2  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 >q <,FY!A  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 _jef{j  
6.2 定义布局结构 89 v%> ?~`Y  
6.3 绘制并定位波导 91 cWgiFv  
6.4 生成布局脚本 95 U;Hu:q*  
6.5 插入和编辑输入面 97 HKP\`KBCj  
6.6 运行模拟 98 Js qze'BGY  
6.7 修改布局脚本 100 /-4i"|  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @{.rDz
 
7 应用预定义扩散过程 104 6KhHS@Z  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 \~xsBPX+x  
7.2 定义布局设置 106 xXZ$#z\Z,  
7.3 设计波导 107 [w~teX0!  
7.4 设置模拟参数 108 8x'rNb  
7.5 运行模拟 110 %-]j;'6}cX  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 <(d^2-0  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 :RHNV  
7.8 添加一个新的轮廓 111 .eXIbd<C  
7.9 创建上方的线性波导 112 HeGGAjc  
8 各向异性BPM 115 L3nHvKA]  
8.1 定义材料 116 %x
LziF  
8.2 创建轮廓 117 1SkGG0 W  
8.3 定义布局设置 118 .)})8csl.d  
8.4 创建线性波导 120 H1|X0a(j  
8.5 设置模拟参数 121 sx8mb
a(  
8.6 预览介电常数分量 122 (Tn*;Xjq  
8.7 创建输入面 123 Du$kDCU  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 gU>Y  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ]G&?e9OA  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 60~{sk~E  
9.2 定义布局设置 130 (W3R3>;  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 9|jIrS%/~  
9.4 编辑输入平面 132 wias]u|  
9.5 设置模拟参数 134 Ym&_IOx  
9.6 运行模拟 135 30FYq?  
10 电光调制器 138 e@k ti@ZJ  
10.1 定义电解质材料 139 ezwcOYMXK  
10.2 定义电极材料 140 UN|"D]>/  
10.3 定义轮廓 141 FlVGi3  
10.4 绘制波导 144 #zrD i  
10.5 绘制电极 147 2|EHNy!  
10.6 静电模拟 149 RZ
|s[bU  
10.7 电光模拟 151 bLu6|YB  
11 折射率(RI)扫描 155 '4HwS$mW3  
11.1 定义材料和通道 155 &[S)zR=?  
11.2 定义布局设置 157 0g]ABzTn  
11.3 绘制线性波导 160 HtY\!_Ea  
11.4 插入输入面 160 Js^ADUy  
11.5 创建脚本 161 5[I> l  
11.6 运行模拟 163 Jd1eOeS  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 sXoBw.^Ir_  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 sdS<-! %u4  
12.1 定义材料 165 ),bdj+wr78  
12.2 创建参考轮廓 166 yuFuYo&[?v  
12.3 定义布局设置 166 plfz)x
3  
12.4 用户自定义轮廓 167 ,X$S4>  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 _PNU*E%s<  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 BT d$n!'$n  
13.1 定义材料 173 |[!xLqG  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 c)@M7UK[  
13.3 定义晶圆 174 ?{_dW
=AQ1  
13.4 创建器件 175 \jq1F9,  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 .h~)|"uzW  
13.6 定义电极区域 178 zRvYN  
e"^1- U\  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 9IMRWtZWT  
13.8 运行模拟 182 UfcM2OmbK  
13.9 创建脚本 184 Duptles  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 IA8kq =W  
14.1 理论背景 186 ODv)-J  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 k qwS/s  
14.3 生成脚本数据 190 .fo.mC@a  
14.4 导出散射数据 193 ,Hys9I
  
14.5 创建臂 194 'kW`62AX
 
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 +qsdA#2  
14.7 加载两个臂的文件 200 8l!S<RA  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 #"i}wS  
14.9 连接元件 202 -iH/~a  
14.10 运行模拟 203 6_zL#7E'  
14.11 创建图以查看结果 204 1grrb&K  
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