[技术]新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 xtu]F  
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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。 afV P-m4L  
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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。 eTT^KqE>&  
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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。 "sSjVu  
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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。 y 2cL2c$BT  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 8_+vb#M  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 ;4R=eI  
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目 录 q!9^#c  
1 入门指南 4 5_PWGaQa  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 @yCW8]  
1.2 OptiBPM简介 5 x$*E\/zi<!  
1.3 光波导介绍 8 ./';P<)  
1.4 快速入门 8 /kAwe *)  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 A>J1B(up  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 )#)
nBM2\  
2.2 定义布局设置 29 <8g *O2  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ntDRlX  
2.4 插入input plane 35 V^9$t/c&  
2.5 运行模拟 39 -MQZiq7H4  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 xcAF  
3 创建一个单弯曲器件 44 d.LOyO  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 +p8qsT#7  
3.2 定义布局设置 45 d*]Dv,#X  
3.3 创建一个弧形波导 46 r.Y*{!t  
3.4 插入入射面 49 uDpf2(>s
 
3.5 选择输出数据文件 53 FLi(#9  
3.6 运行模拟 54 9k(*?!\;  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 _ .-o%6  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 D)f5pEq'  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 l6',  
4.2 定义布局设置 61 y21)~  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 `wP/Zp{Hy  
4.4 插入输入面 62 M@',3
 
4.5 运行模拟 63 " whO}  
4.6 预览最大值 65 iMP*]K-O  
4.7 绘制波导 69 bbfDt^  
4.8 指定输出波导的路径 69 oV%( 37W9=  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 D2>hMc  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ^zBjG/'7  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 <O <'1uO,  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 e6tH/`Uln  
5.1 定义波导材料 75 %s~NQ;Y  
5.2 定义布局设置 76 _)HD4,`  
5.3 创建波导 76 zz7Y/653  
5.4 修改输入平面 77 c
^i"}2+  
5.5 指定波导的路径 78 r7
8u=r  
5.6 运行模拟 79 J=f:\]@Oy  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 < fojX\}3  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 BFzcoBu-  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 v9j4|
w  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 "N?%mCPI  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 +YGw4{\EL  
6.2 定义布局结构 89 m;;0 Cl  
6.3 绘制并定位波导 91 *F26}q  
6.4 生成布局脚本 95 `<l/GwtAJ  
6.5 插入和编辑输入面 97 UFzM#  
6.6 运行模拟 98 h,!G7V  
6.7 修改布局脚本 100 &=+cov(3  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 >!HfH(is\  
7 应用预定义扩散过程 104 PK:o}IWn~x  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 nG4Uk2>  
7.2 定义布局设置 106 0%GqCg  
7.3 设计波导 107 vF*^xhh  
7.4 设置模拟参数 108 xA[Wb'  
7.5 运行模拟 110 kT Z?+hx  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 yV 9]_k  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ,ZzB#\  
7.8 添加一个新的轮廓 111 *zw R=  
7.9 创建上方的线性波导 112 (<d&B
V-"  
8 各向异性BPM 115 4~m.#6MT  
8.1 定义材料 116 :_{{PY0PK  
8.2 创建轮廓 117 cuV8#: i  
8.3 定义布局设置 118 L5-T6CD  
8.4 创建线性波导 120 '[M^f+H|  
8.5 设置模拟参数 121 <WQ<<s@#pb  
8.6 预览介电常数分量 122 !]{1h  
8.7 创建输入面 123 YJ$Vn>6Z  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ex@,F,u>o  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 .pB8=_e:  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 6)uPM"cO  
9.2 定义布局设置 130 EMVoTW)z  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
^\7 x5gO  
9.4 编辑输入平面 132 ?[hy|r6$  
9.5 设置模拟参数 134 K#JabT  
9.6 运行模拟 135 g "K#&  
10 电光调制器 138 s{1Deek=  
10.1 定义电解质材料 139 Y^94iOk%T  
10.2 定义电极材料 140 4BduUH  
10.3 定义轮廓 141 O$<%z[  
10.4 绘制波导 144 [G'!`^V,  
10.5 绘制电极 147 6`s%%v  
10.6 静电模拟 149 /IrR,bvA  
10.7 电光模拟 151 U'Ja\Ek/f  
11 折射率(RI)扫描 155 {LB }v;?l  
11.1 定义材料和通道 155 HP4'8#3o  
11.2 定义布局设置 157 'Tru?y\  
11.3 绘制线性波导 160 YjX!q]56  
11.4 插入输入面 160 r:WgjjA%  
11.5 创建脚本 161 I
Qk#  
11.6 运行模拟 163 gvTOCF  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ?sjZ13 SUa  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 v8U1uOR,%  
12.1 定义材料 165 }Pm(oR'KTJ  
12.2 创建参考轮廓 166 w.T=Lzp  
12.3 定义布局设置 166 qUoMg%Z%l  
12.4 用户自定义轮廓 167 N?2#YTjR  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 JXSqtk
=  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 MWn L#!  
13.1 定义材料 173 f9l<$l  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Ip7FD9 ^  
13.3 定义晶圆 174 q563,s  
13.4 创建器件 175 aaf_3UH.B  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ,SJK  
13.6 定义电极区域 178 g+KzlS[6  
yf#%)-7(  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 0r$hPmvv8  
13.8 运行模拟 182 @7HOL-i  
13.9 创建脚本 184 CtC`:!Q  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 G2yUuyAZ  
14.1 理论背景 186 picP_1L  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ^ ]6 80h  
14.3 生成脚本数据 190 1{Alj27  
14.4 导出散射数据 193 n6!Ihip$  
14.5 创建臂 194 LA=>g/+i.X  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 NW4 s'roP  
14.7 加载两个臂的文件 200 ,5A>:2 zs  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 dE}b8|</  
14.9 连接元件 202 1$!RKqT  
14.10 运行模拟 203 J?Ep Nie  
14.11 创建图以查看结果 204 yu?
s5  
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