[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 BB-`=X~:m  
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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。 ~_q\?pw<$L  
,[x'S>N  
OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 SWu=n1J.?H  
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 Sb<=ROCg@  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 h)w<{/p(  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 i9\Pks#l%  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 7YsFe6D"  
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目 录 e='3gzz  
1 入门指南 4 N%0Z> G  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ),n?"  
1.2 OptiBPM简介 5 sbRg=k&Ns  
1.3 光波导介绍 8 Yd
@9P2C  
1.4 快速入门 8 <1"6`24  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 l|DOsI'r  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 Ys\l[$_`*  
2.2 定义布局设置 29 7Kn=[2J5k'  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 LNj|t)Ov  
2.4 插入input plane 35 3vy5JTCz~  
2.5 运行模拟 39 9Y7 tI3  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 /%.K`BMN  
3 创建一个单弯曲器件 44 sg3%n0Ms.W  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 7JujU.&{6  
3.2 定义布局设置 45 o;"!#Z 1SJ  
3.3 创建一个弧形波导 46 @x)z" )>  
3.4 插入入射面 49 1@/+ c  
3.5 选择输出数据文件 53 > vgqf>)kk  
3.6 运行模拟 54 |/q*Fg[f  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 qoEOM%dAqV  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 !OiP<8 ,H  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 $u>^A<TBN  
4.2 定义布局设置 61 e Q0bx&  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 0ya_[\  
4.4 插入输入面 62 RVD=CX  
4.5 运行模拟 63 62.{8Uj  
4.6 预览最大值 65 *G=n${'  
4.7 绘制波导 69 _I2AJn`#  
4.8 指定输出波导的路径 69 ,]o32@  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ,"DkMK4%  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 1y>P<[  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |gT$M_}  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 gbo{Zgf<  
5.1 定义波导材料 75 w2 CgEJ%  
5.2 定义布局设置 76 "ibKi=  
5.3 创建波导 76 X\M0Q%8  
5.4 修改输入平面 77 N!hp^V<7  
5.5 指定波导的路径 78 IUwY/R9Q  
5.6 运行模拟 79 rGx1>xd(k  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 eqXW|,zUm  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 $.v5G>-)3  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 pS51fF9  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 {<&x9<f9  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 HAP9XC(F]  
6.2 定义布局结构 89 I
A''-+9  
6.3 绘制并定位波导 91 ytHa[U  
6.4 生成布局脚本 95 !G,Ru~j5:  
6.5 插入和编辑输入面 97 KrG$W/<tg  
6.6 运行模拟 98 'j>Q7M7q{  
6.7 修改布局脚本 100 GT`:3L  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 CI ~+(+q  
7 应用预定义扩散过程 104 6D) vY  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 :*Sl\:_X)  
7.2 定义布局设置 106 Gu9Ap<>!  
7.3 设计波导 107 mR?OSeeB  
7.4 设置模拟参数 108 ig3uY
#  
7.5 运行模拟 110 _epi[zf@  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 q^k6.5*"  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 (7&[!PS  
7.8 添加一个新的轮廓 111 JoIffI?{(D  
7.9 创建上方的线性波导 112 BIS5u4  
8 各向异性BPM 115 ,C!MHn^$  
8.1 定义材料 116 ,}F{V>dhn  
8.2 创建轮廓 117 [Nsv]Yz  
8.3 定义布局设置 118 #*XuU8q?  
8.4 创建线性波导 120 |Kh#\d  
8.5 设置模拟参数 121 `UGHk*DL)  
8.6 预览介电常数分量 122 NkA|T1w7  
8.7 创建输入面 123 PudwcP{  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 @<r;>G  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 yLG`tU1  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 HS>Z6|uLY  
9.2 定义布局设置 130 9Iy>oV  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 |'Z6M];8t  
9.4 编辑输入平面 132 e\tcP  
9.5 设置模拟参数 134 44]/rP_m  
9.6 运行模拟 135 u6$fF=  
10 电光调制器 138 <Hig,(=`.  
10.1 定义电解质材料 139 9!}&&]Q`  
10.2 定义电极材料 140 rt^<=|Z  
10.3 定义轮廓 141 g;D [XBp  
10.4 绘制波导 144 h1q?kA  
10.5 绘制电极 147 TlQu+w|  
10.6 静电模拟 149 +'x|VPY.PG  
10.7 电光模拟 151 IEmtt^C  
11 折射率(RI)扫描 155 #iJ+}EW _  
11.1 定义材料和通道 155 f@]4udc e  
11.2 定义布局设置 157 t9;yyZh  
11.3 绘制线性波导 160 zkA"2dh  
11.4 插入输入面 160 /:~mRf^  
11.5 创建脚本 161 UPfH~H[1)  
11.6 运行模拟 163 S8TJnv`?'  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ]Wa.k  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 OjcxD5"v9  
12.1 定义材料 165 pA&CBXio  
12.2 创建参考轮廓 166 hWP$U  
12.3 定义布局设置 166 @rB!47!  
12.4 用户自定义轮廓 167 z GhJ  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 E%FCOKw_  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Xb@lKX5Re  
13.1 定义材料 173 |kB1>$  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 2WE_NEpJI  
13.3 定义晶圆 174 07:CcT  
13.4 创建器件 175 H.3+5po  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 2^'|[*$k1@  
13.6 定义电极区域 178 eZ'J,;  
-|"W|K?nq  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 f5.rzrU  
13.8 运行模拟 182 X"0n*UTF,  
13.9 创建脚本 184 IxNY%&* `  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 YII1Z'q  
14.1 理论背景 186 5xtIez]x?  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 _ +q.R  
14.3 生成脚本数据 190 =87.6Ai  
14.4 导出散射数据 193 @8a1a3_F  
14.5 创建臂 194 $d? N("L  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 )u)]#z  
14.7 加载两个臂的文件 200 bKRz=$P?  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 //9Ro"  
14.9 连接元件 202 ?=}~]A5N  
14.10 运行模拟 203 #+I)<a7\  
14.11 创建图以查看结果 204 ^@5#jS2  
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