光波导书籍《OptiBPM入门教程》

}Nc!8'@   前  言 2%%U)|39mB   Xg#([}b   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。 T:n^$RiT   ]OUOL/J   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。 J)& +y;.   vK>^#b3   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。 W@}5e-q)O   <iqyDPj   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。 W n mRRq^   @G{DOxE*   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。 m1Z8SM+   i58CA?   《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 $1 \!Oe[i   上海讯技光电科技有限公司 /[T8/7;_l   cu k}VZ   )_ u'k /   目 录 pjn%CR`;   1 入门指南 4 w~-d4MNM   1.1 OptiBPM安装及说明 4 zNs8\   1.2 OptiBPM简介 5 fYPU'"hzG   1.3 光波导介绍 8 iR=aYT~   1.4 快速入门 8 PKG ,4v=   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 q &o=4   2.1 定义MMI耦合器材料 28 VqU:`?#"a   2.2 定义布局设置 29 IbQ~f+y&2   2.3 创建一个MMI耦合器 31 nxRrmR}F   2.4 插入input plane 35 / /rWc,c   2.5 运行模拟 39 nuA!Jln_   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 o~ >go_Y   3 创建一个单弯曲器件 44 b=l}|)a   3.1 定义一个单弯曲器件 44 C# 0Wo   3.2 定义布局设置 45 ^}L$[P   3.3 创建一个弧形波导 46 6K0*?j{;"   3.4 插入入射面 49 ^;_b!7*   3.5 选择输出数据文件 53 u^p[zepW\   3.6 运行模拟 54 FvP1;E   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 %;J`dM   4 创建一个MMI星形耦合器 60 Y{@[)M{<   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 K;lC#   4.2 定义布局设置 61 xFnMXht   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Pl6= ._   4.4 插入输入面 62 t,6=EK*3T   4.5 运行模拟 63 nQ6'yd"   4.6 预览最大值 65 VG^-aR_F   4.7 绘制波导 69 \59hW%Di   4.8 指定输出波导的路径 69 vX%gcs/@   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 95&HsgdxJ   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 P.7B]&T6   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 9tQk/niMM5   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 .&dcJh*O+   5.1 定义波导材料 75 h]$zub   5.2 定义布局设置 76 t|lv6-Hy9   5.3 创建波导 76 WGn1pW   5.4 修改输入平面 77 Y8(yOVy9   5.5 指定波导的路径 78 D bJ(N h   5.6 运行模拟 79 }OFk.6{{&v   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 `^[ra% a   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 X}Fv*   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 L|?tcic   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 g!uhy}   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ]CYe=m1<2Q   6.2 定义布局结构 89 M}u2aW2]X   6.3 绘制并定位波导 91 8%Lg)hvl   6.4 生成布局脚本 95 m|[Hhw=f   6.5 插入和编辑输入面 97 |Gi/=[Tp   6.6 运行模拟 98 qE[}Cf]X   6.7 修改布局脚本 100 $mlcaH   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 KhvCkQMI@   7 应用预定义扩散过程 104 %94"e7Hy   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 G39t'^ZK*#   7.2 定义布局设置 106 i%2K%5{)$D   7.3 设计波导 107 COafVlJ,l   7.4 设置模拟参数 108 Tj:F Qnx   7.5 运行模拟 110 2~ a4ib   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 RP$A"<goP   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 T5)?6i-N   7.8 添加一个新的轮廓 111 C{-pVuhK+   7.9 创建上方的线性波导 112 !Fi)-o   8 各向异性BPM 115 :&MiO3#+   8.1 定义材料 116 paY%pU   8.2 创建轮廓 117 !O*n6}nPE   8.3 定义布局设置 118 Cpl)byb   8.4 创建线性波导 120 "P~>AXcq   8.5 设置模拟参数 121 joq ;N]S   8.6 预览介电常数分量 122 y-YYDEl   8.7 创建输入面 123 .jU9 {;[   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 tp7fmn*   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 BKk*<WMD   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 9z#IdY$a   9.2 定义布局设置 130 tH(Z9\L7   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 "q8wEu,z[   9.4 编辑输入平面 132 cQjJ9o7   9.5 设置模拟参数 134 G>j/d7   9.6 运行模拟 135 r\zK>GVm_   10 电光调制器 138 0#G"{M   10.1 定义电解质材料 139 Z:}^fZP   10.2 定义电极材料 140  2B#WWb   10.3 定义轮廓 141 2B#\683   10.4 绘制波导 144 4'M#m|V   10.5 绘制电极 147 7">.{ @S   10.6 静电模拟 149 [0$Y@ek[   10.7 电光模拟 151 n ~LR=o   11 折射率(RI)扫描 155 ,=FYf|Z   11.1 定义材料和通道 155 +_<#8v   11.2 定义布局设置 157 $[d}g   11.3 绘制线性波导 160 Z(s} #-   11.4 插入输入面 160 .s+e hZ   11.5 创建脚本 161 fN9hBC@   11.6 运行模拟 163 <]<50   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 pP .    12 应用用户自定义扩散轮廓 165 *+G K?Ga   12.1 定义材料 165 U!h!z`RU54   12.2 创建参考轮廓 166 A/MOY@%G   12.3 定义布局设置 166 (L\tp> E-   12.4 用户自定义轮廓 167 ^0 t`EZ$   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 \l`;]cA   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 nv={.H   13.1 定义材料 173 <rkF2-K,   13.2 创建钛扩散轮廓 173 !vU[V,~   13.3 定义晶圆 174 R .,w`<<   13.4 创建器件 175 ?FLjvmE9   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ',.Xn`c   13.6 定义电极区域 178 #(7OvW+y   ,{%[/#~6   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ?lTQjw{   13.8 运行模拟 182 90q*V%cS   13.9 创建脚本 184 \"Np'$4eu   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 It4F;Ah   14.1 理论背景 186 ? VJ Fp^Ra   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 f~53:;L/   14.3 生成脚本数据 190 ow&R~_   14.4 导出散射数据 193 (Lc%G~{   14.5 创建臂 194 cD 1p5U   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 3[c54S+(U   14.7 加载两个臂的文件 200 , vR4x:W   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Aam2Y,B   14.9 连接元件 202 rC'97`!K   14.10 运行模拟 203 5EU3BVu&u   14.11 创建图以查看结果 204 @E}4LTB

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