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2022-08-10 10:04 |
新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》
前 言 K$O2
Fq@y c-U]3`;Q 随着时代的发展,人们对光网络带宽的需求越来越高,光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中,存在着许多的波导类元件,如分束器,耦合器,复用器,AWG等,这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员,可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计,这可以大大降低时间成本和物料成本。 (S2E'L L{ J+}z*/)|# OptiBPM是基于光束传输算法(BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM)来模拟光通过任意波导介质(各向同性与各向异性)。并可使用合适的数值方法,如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI,来进行计算,计算过程中可以使用合适的边界条件,如TBC和PML边界条件,以完成整个波导结构的仿真和分析,获得任意位置处的电磁场分布。 X$_pDF&\z \{v-Xe&d^ 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。 =]1cVnPI V!NRBXg 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。 Y7;=\/SV x<PJ5G L 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。 yT[=!M
I]BhkJ 《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 p!DOc8a.\e ^fmuBe}d{
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 eKf5orN \"w+4} 目 录 RwhKW?r+ 1 入门指南 4 {7%(m|( 1.1 OptiBPM安装及说明 4 0[ (kFe 1.2 OptiBPM简介 5 /T+%q#4 1.3 光波导介绍 8 KNR7Igw?} 1.4 快速入门 8 "Y@q?ey[1 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 1 hD(l6tG@ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 8C@6
b4VK 2.2 定义布局设置 29 9 9^7Ek!z# 2.3 创建一个MMI耦合器 31 @!^Y_q 2.4 插入input plane 35 + WT?p] 2.5 运行模拟 39 u=Xpu,q 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 `ZT/lB` 3 创建一个单弯曲器件 44 A5Q4wy` 3.1 定义一个单弯曲器件 44 m#4h5_N 3.2 定义布局设置 45 oTrit_@3 3.3 创建一个弧形波导 46 .[Qi4jm>` 3.4 插入入射面 49 CeM%?fr5 3.5 选择输出数据文件 53 tH#t8Tq5x 3.6 运行模拟 54 {ft |* 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 j8aH*K-l{ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 #g'j0N 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 `gyke2n 4.2 定义布局设置 61 M^Tm{`O! 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 db&!t!#, 4.4 插入输入面 62 +\?+cXSc 4.5 运行模拟 63 1
1(GCu 4.6 预览最大值 65 zKp R:F 4.7 绘制波导 69 mA"[x_ 4.8 指定输出波导的路径 69 VTY # { 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 J'tJY% ` 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 v*c"SI=@M= 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 <PM.4B@ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 T Qx<lw 5.1 定义波导材料 75 f1sp6S0V\ 5.2 定义布局设置 76 pG'?>]Rt4 5.3 创建波导 76 y]+[o1]-c 5.4 修改输入平面 77 J:O&2g"g
5.5 指定波导的路径 78 btC6R>0 5.6 运行模拟 79 /a)^) 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 N(3Bzd) 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Onou:kmf1 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 6']G HDK 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 IiJ$Ng 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 )>"pm{g2 6.2 定义布局结构 89 '=xO?2U-Z 6.3 绘制并定位波导 91 ?GqH/
(O 6.4 生成布局脚本 95 Y88N*axDW. 6.5 插入和编辑输入面 97 ii>^]iT 6.6 运行模拟 98 *ae)<l3v 6.7 修改布局脚本 100 R%q:]. 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 BOP7@ D 7 应用预定义扩散过程 104 h7@%}<% 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 hpYv*WH: 7.2 定义布局设置 106 +5 gX6V\ 7.3 设计波导 107 uy~$
:0o 7.4 设置模拟参数 108 #2$wI^O 7.5 运行模拟 110 s,kY12<7m 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 7G*rxn"d 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 L3'isaz&^ 7.8 添加一个新的轮廓 111 h9!4\{V;h 7.9 创建上方的线性波导 112
+U%epq 8 各向异性BPM 115 ]6s/y 8.1 定义材料 116 O*!f%} 8.2 创建轮廓 117 ^f-)gZ& 8.3 定义布局设置 118 <:T/hm$ 8.4 创建线性波导 120 IXlk1tHN4I 8.5 设置模拟参数 121 ~4O3~Y_+GN 8.6 预览介电常数分量 122 5wha _Yet 8.7 创建输入面 123 ,-8Xb+!8I 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Nl/
fvJ`4 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 H8B2{]HAt 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 B&<5VjZ\ 9.2 定义布局设置 130 z`I%3U5( 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 3orL;(.G 9.4 编辑输入平面 132 cIC/3g}] 9.5 设置模拟参数 134 S3$C#mHX 9.6 运行模拟 135 a=x&sz\x 10 电光调制器 138 rdtzz#7 10.1 定义电解质材料 139 m-+>h:1b|9 10.2 定义电极材料 140 13)6p|6x 10.3 定义轮廓 141 ZNpC&
"`G 10.4 绘制波导 144 nh80"Ny5 10.5 绘制电极 147 -N5h` Ii7 10.6 静电模拟 149 >Z<ZT 10.7 电光模拟 151 o?~27 11 折射率(RI)扫描 155 9}Za_ZgG
11.1 定义材料和通道 155 .j"heYF) 11.2 定义布局设置 157 >Q ^ mR 11.3 绘制线性波导 160 Z_<NUPE 11.4 插入输入面 160 !0|&f>y 11.5 创建脚本 161 ?I:_FT 11.6 运行模拟 163 l-!" 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 wZbT*rU 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 c&aqN\'4" 12.1 定义材料 165 x1STjI>i 12.2 创建参考轮廓 166 c* ~0R? 12.3 定义布局设置 166 $: 1/`m19 12.4 用户自定义轮廓 167 {f*{dSm9b 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 fA0wQz]u 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ~m0=YAlk? 13.1 定义材料 173 C8YStT 13.2 创建钛扩散轮廓 173 wV{j CQ 13.3 定义晶圆 174 :_2:Fh.}3~ 13.4 创建器件 175 gp~-n7'~O 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 B|+%ExT7 13.6 定义电极区域 178 20}]b*C} AW9%E/{ 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 !vc5NKv#n 13.8 运行模拟 182 $Fy~xMA8O 13.9 创建脚本 184 z|Xt'?9&n 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 N1'Yo:_A 14.1 理论背景 186 ]W%rhppC 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 !U(KQ:j 14.3 生成脚本数据 190 v&%W*M0q@ 14.4 导出散射数据 193 s>WqVuXmn 14.5 创建臂 194 PJe\PGh 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 QJ>=a./ 14.7 加载两个臂的文件 200 #)#'^MZX 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 v<g#/X8 14.9 连接元件 202 R`@7f$;wG 14.10 运行模拟 203 K:Z,4Y 14.11 创建图以查看结果 204 ?duw0SZ 新书推荐,有兴趣扫码微信联系[attachment=113948] p;R&h4H
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