光波导书籍《OptiBPM入门教程》

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前言 y'*^ '
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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。 Uxn_nh
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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。 %L=roqz
F/tBr%RV
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。 z,87;4-
F]N9ZWn/
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。 `S2YBKz,1
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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。 6vQAeuz<Fq
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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 )3=oS1p

上海讯技光电科技有限公司
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目录 wr~# rfH
1 入门指南 4 z|=l^u6uS
1.1 OptiBPM安装及说明 4 r4@!QR<h
1.2 OptiBPM简介 5 _FeLSk.
1.3 光波导介绍 8 pR4{}=g,
1.4 快速入门 8 T#DJQ"$
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 'C]zB'H=
2.1 定义MMI耦合器材料 28 &dp(CH<De
2.2 定义布局设置 29 ib/B!?/
2.3 创建一个MMI耦合器 31 8b8ui
2.4 插入input plane 35 sl}bNzT#
2.5 运行模拟 39 :aV(i.LW
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Q%o ]&Hdn
3 创建一个单弯曲器件 44 w{#K.dx
3.1 定义一个单弯曲器件 44 lj/?P9
3.2 定义布局设置 45 GC?\GV
3.3 创建一个弧形波导 46 W#$ pt>h)
3.4 插入入射面 49 -MbnYs)
3.5 选择输出数据文件 53 !`hiXDk*2
3.6 运行模拟 54 rV<yM$IA
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Wo&MHMP
4 创建一个MMI星形耦合器 60 tQ< ou,
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 K 4j'e6
4.2 定义布局设置 61 B=%cXW,
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 \m1r(*Ar
4.4 插入输入面 62 HDvj{
4.5 运行模拟 63 SouPk/-B80
4.6 预览最大值 65 )}\jbh>RH
4.7 绘制波导 69 G#ZU^%$M,
4.8 指定输出波导的路径 69 x$QOOE]
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 K%P$#a
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 1"RO)&
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 qXR>Z=K<
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 fKY6stJE
5.1 定义波导材料 75 dms R>Q
5.2 定义布局设置 76 k {_X%H/
5.3 创建波导 76 |Kky+*
5.4 修改输入平面 77 /Z';#G,z
5.5 指定波导的路径 78 +e);lS"+/
5.6 运行模拟 79 N&K:Jp
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 AYeA)jk
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 a)^f`s^aa
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 KFCrJ)
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 dX-{75o5P
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ):; &~
6.2 定义布局结构 89 |G&<@8O
6.3 绘制并定位波导 91 &%+}bt5
6.4 生成布局脚本 95 cod__.
6.5 插入和编辑输入面 97 ZE.nB- H
6.6 运行模拟 98 wASgdGoy
6.7 修改布局脚本 100 6Db1mvSe
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Iz*'
7 应用预定义扩散过程 104 )WF]v"t
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 2Vas`/~u~
7.2 定义布局设置 106 k(+EY%
7.3 设计波导 107 w&jyijk(
7.4 设置模拟参数 108 }dX[u`zQ
7.5 运行模拟 110 7tP?([o%F
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Qz2Yw `
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 bq/m?;
7.8 添加一个新的轮廓 111 0+jR,5|
7.9 创建上方的线性波导 112 |6'(yn
8 各向异性BPM 115 h}k&#X)7
8.1 定义材料 116 N3 .!E|
8.2 创建轮廓 117 GGo)k1T|)
8.3 定义布局设置 118 U+>!DtOYK
8.4 创建线性波导 120 CMB:%
8.5 设置模拟参数 121 3[B*l@}j
8.6 预览介电常数分量 122 De%WT:v
8.7 创建输入面 123 ~CIA6&
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 @GDe{GG+
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 B38_1X7
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 6Qnerd%Ec
9.2 定义布局设置 130 jq:FDyOAW
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 (JHzwI8+
9.4 编辑输入平面 132 23?\jw3w
9.5 设置模拟参数 134 eQ`TW'[9_6
9.6 运行模拟 135 f4YcZyBGv
10 电光调制器 138 <aR9,:
10.1 定义电解质材料 139 =cI -<0QSn
10.2 定义电极材料 140 S&_Z,mT./
10.3 定义轮廓 141 GjN/8>/
10.4 绘制波导 144 *yKw@@d+p
10.5 绘制电极 147 GEj/Z};;[b
10.6 静电模拟 149 #Jp_y|
10.7 电光模拟 151 OD7tM0Wn
11 折射率(RI)扫描 155 *z I@Htp
11.1 定义材料和通道 155 Bd jo3eX
11.2 定义布局设置 157 K>iM6Uv
11.3 绘制线性波导 160 nJ'FH['
11.4 插入输入面 160 nt.A X
11.5 创建脚本 161 H_RV#BW&
11.6 运行模拟 163 z+,l"#Vv
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 12qX[39/
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 p vone,y2
12.1 定义材料 165 Z^ynw8k"
12.2 创建参考轮廓 166 Y'7f"W
12.3 定义布局设置 166 Z-X(.Q
12.4 用户自定义轮廓 167 UJ0fYTeuI
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ]S;^QZ
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 OXcQMVa 6
13.1 定义材料 173 LA &W@
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Lc4\i
13.3 定义晶圆 174 .<&o,D
13.4 创建器件 175 gZ vX~
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ?.Mw
13.6 定义电极区域 178 qd$Y"~Mco
Xi"+{6
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 +g/TDwyVH
13.8 运行模拟 182 c6/+Ye =h
13.9 创建脚本 184 +e VWTRG
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 xPMTmx?2
14.1 理论背景 186 7|Z=#3INw
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 &j=FxF9o
14.3 生成脚本数据 190 \AFoxi2h
14.4 导出散射数据 193 jZwv!-:
14.5 创建臂 194 p1~u5BE7O
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Mbbgsy3W
14.7 加载两个臂的文件 200 ^w]N#%k\H
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 N zrHWVD
14.9 连接元件 202 1EE4N\
14.10 运行模拟 203 1eQfc{[g
14.11 创建图以查看结果 204
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infotek	2024-12-18 14:41
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