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infotek 2022-08-10 10:04

新书推荐-光纤波导设计《OptiBPM入门教程》

前  言 B^6P 6,  
3*FktXmI}  
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。 @<};Bo'  
[X-Q{c4  
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。 'n=FBu ^  
nZ{~@E2  
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。 r2Q"NVw  
A1:Fe9q  
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。 /O8'8sL5  
7Fq|Zc`P  
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。 !0w'S>e  
.$q]<MK8  
《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正  ztTpMj  
IlaH,J7n  
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 sx/g5 ?zh  
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目 录
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1 入门指南 4 ^@6eN]  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 A\=:h  AQ  
1.2 OptiBPM简介 5 ;B7>/q;g  
1.3 光波导介绍 8 v+\E%H  
1.4 快速入门 8 tmm\V7sJ  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 'dx4L }d  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 r"0nUf*og:  
2.2 定义布局设置 29 V,>#!zUv  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 !x,3k\M  
2.4 插入input plane 35 z\;kjI  
2.5 运行模拟 39 )Dv"seH.  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 E P<U:F  
3 创建一个单弯曲器件 44 0a(*/u  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 vK6bpzI 3  
3.2 定义布局设置 45 .d.7D ]Yn  
3.3 创建一个弧形波导 46 (+4=A k  
3.4 插入入射面 49 oiklRf  
3.5 选择输出数据文件 53 [7$<sN<'  
3.6 运行模拟 54 P{);$e+b~  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Muarryh}  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 A^g81s.5  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 !'+t)h9^  
4.2 定义布局设置 61 mNV4"lNR  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 X-t4irZ)  
4.4 插入输入面 62 [TNYPA> {  
4.5 运行模拟 63 O *jNeYA  
4.6 预览最大值 65 C@KYg/nYw  
4.7 绘制波导 69 Bw{W-&$o  
4.8 指定输出波导的路径 69 %,>,J`  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 $bMeL7CN  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 t[3Upe%  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~r!jVK>^  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 h; {?z  
5.1 定义波导材料 75 y_J{+  
5.2 定义布局设置 76 4$_8#w B1&  
5.3 创建波导 76 u |#ruFR  
5.4 修改输入平面 77 !N!M NsyDz  
5.5 指定波导的路径 78 1P6~IZVN  
5.6 运行模拟 79 Wmp\J3  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 J\2F%kBej?  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 sX@e1*YE_  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 !WDdq_n*v  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 /wIZ '  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 p-ry{"XA  
6.2 定义布局结构 89 1f~_# EIC  
6.3 绘制并定位波导 91 1)k))w9  
6.4 生成布局脚本 95 k 9s3@S  
6.5 插入和编辑输入面 97 2Q<_l*kk(  
6.6 运行模拟 98 J| 3CG;+  
6.7 修改布局脚本 100 >O~xu^N?  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 5*ABw6'6  
7 应用预定义扩散过程 104 *r(iegO$  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 7_A(1Lx/l7  
7.2 定义布局设置 106 RCoz;|c`P  
7.3 设计波导 107 6~D:O?2  
7.4 设置模拟参数 108 .i`+}@iA  
7.5 运行模拟 110 Rk`c'WP0*  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 egKYlfe"  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 qB"y'UW8  
7.8 添加一个新的轮廓 111 :Rq@%rL  
7.9 创建上方的线性波导 112 6I 2`m(5  
8 各向异性BPM 115 !74*APPHR  
8.1 定义材料 116 idz6m]{~yT  
8.2 创建轮廓 117 sd>#Hn  
8.3 定义布局设置 118 ?jb7Oq#[  
8.4 创建线性波导 120 yUBic~S  
8.5 设置模拟参数 121 mVk:[ }l6  
8.6 预览介电常数分量 122 D|UDLaz~  
8.7 创建输入面 123 s2&UeYbIs  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 +]UPY5:F  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 }8 ,b; Q  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 /n(0nU[  
9.2 定义布局设置 130 v]vrD2L  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 :qw:)i  
9.4 编辑输入平面 132 .bew,92  
9.5 设置模拟参数 134 w[loV  
9.6 运行模拟 135 c9DX  
10 电光调制器 138 [gD02a: u  
10.1 定义电解质材料 139 {:fyz#>>^  
10.2 定义电极材料 140 >uxak2nM-  
10.3 定义轮廓 141 #F[6$. Gr  
10.4 绘制波导 144 :Im_=S[0  
10.5 绘制电极 147 XBi@\i=  
10.6 静电模拟 149 l--xq^,`o]  
10.7 电光模拟 151 LvE|K&R|  
11 折射率(RI)扫描 155 h]G }E9\l  
11.1 定义材料和通道 155 R],,-  
11.2 定义布局设置 157 MI<hShc\  
11.3 绘制线性波导 160 2<YHo{0BLS  
11.4 插入输入面 160 0p&:9|'z  
11.5 创建脚本 161 bm(0raugs  
11.6 运行模拟 163 %`%1W MO  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ^8E/I]-  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 +)Z,%\)Z  
12.1 定义材料 165 kU4Zij-O  
12.2 创建参考轮廓 166 u{exQ[,E  
12.3 定义布局设置 166 : 8(~{<R  
12.4 用户自定义轮廓 167 )Z"7^ i  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 &`t-[5O\  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 -N*g|1rpa  
13.1 定义材料 173 #P18vK5  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ^!E;+o' t  
13.3 定义晶圆 174 'U5 E{  
13.4 创建器件 175 <S TwylL  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 E$*I.i_m  
13.6 定义电极区域 178 h4!$,%"''  
G;wv.|\  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ]';!r20  
13.8 运行模拟 182 c[J#Hc8;  
13.9 创建脚本 184 -mcLT@  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 b&V=X{V4  
14.1 理论背景 186 z{;W$SO 2  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 tWL9>7]G  
14.3 生成脚本数据 190 3p$ZHH.UP  
14.4 导出散射数据 193 Ow+7o@$"/  
14.5 创建臂 194 %[;<'s5e~  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 _U/etlDTO  
14.7 加载两个臂的文件 200 j@2-^q:`  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 S &cH1QZ  
14.9 连接元件 202 gO_^{>2  
14.10 运行模拟 203 I3s'44  
14.11 创建图以查看结果 204 *)g*5kKN  
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