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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 6*gMG3 ;FQAL@"Yj 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。 {N[IjY [Pi8gj* 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。 1]aM)}, QK<sibDI 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。 G/J5 aj[ (]^9>3{| 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。 v$s3f|Y !>Db 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。 wo$9$~( :" g^y6i 《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 oh-Y *4Y1((1k
上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 m,,-rC ?P,z^ 目 录 T|Sz~nO}f 1 入门指南 4 b/5?)!I 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Mi,yg=V 1.2 OptiBPM简介 5 ]C3{ _?= 1.3 光波导介绍 8 HsGXb\ 1.4 快速入门 8 iUFS1SN \ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 %N7b
XKDP 2.1 定义MMI耦合器材料 28 Bab`wfUve 2.2 定义布局设置 29 fAm^-uq[ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 SGre[+m~m 2.4 插入input plane 35 O;9u1,%w 2.5 运行模拟 39 d^mw&F)S 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ;"-(QE?Mv 3 创建一个单弯曲器件 44 _d76jmujJ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 t,M_ 3.2 定义布局设置 45 fPZt*A__ 3.3 创建一个弧形波导 46 U748$%}] 3.4 插入入射面 49 v{Al>v}}n 3.5 选择输出数据文件 53 P {i\x# 3.6 运行模拟 54 )o;/*h%@ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Xt^ldW 4 创建一个MMI星形耦合器 60 [^$nt 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 s]50Y-C 4.2 定义布局设置 61 !?Gt5$f 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 G|Rsj{2' 4.4 插入输入面 62 z85%2Apd 4.5 运行模拟 63 m~'! 4.6 预览最大值 65 Qn(2UO!pD 4.7 绘制波导 69 bGOOC?[UX 4.8 指定输出波导的路径 69 Wf/r@/q 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
]W~\%`#8? 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 '#!nK O2< 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Oq@+/UWX 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 y<0zAsT 5.1 定义波导材料 75 3_|<CE6 5.2 定义布局设置 76 8=CdO|XV 5.3 创建波导 76 n^B9Mh@ 5.4 修改输入平面 77 1)pwR3(^Fz 5.5 指定波导的路径 78 ~~a,Fyko2 5.6 运行模拟 79 !TvNT}4 Z 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Q)c3=.[> 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 \@;$xdA$ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 (RVe,0y 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ^\
A[^' 9 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 {L~j;p_G& 6.2 定义布局结构 89 nF>41 K 6.3 绘制并定位波导 91 `|coA2$rw 6.4 生成布局脚本 95 |a4cER.'2^ 6.5 插入和编辑输入面 97 vT~ey 6.6 运行模拟 98 WD#
96V 6.7 修改布局脚本 100 U;`C%vHff 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 SQ8xfD* 7 应用预定义扩散过程 104 LvtHWt 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 uP, iGA 7.2 定义布局设置 106
E@ J/_l; 7.3 设计波导 107 bCMo8Xh 7.4 设置模拟参数 108 (rqc_ZU5 7.5 运行模拟 110 ]8q#@%v} 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 *N>n5B2 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 -!;2?6R9{ 7.8 添加一个新的轮廓 111 H3-(.l[!b) 7.9 创建上方的线性波导 112 [As9&]Bv5 8 各向异性BPM 115 9$[6\jMh 8.1 定义材料 116 Ak3cE_*Y/ 8.2 创建轮廓 117 uN>JX/- 8.3 定义布局设置 118 A12EUr5$ 8.4 创建线性波导 120 \]C_ul' 8.5 设置模拟参数 121 Y`F) UwKK 8.6 预览介电常数分量 122 $mxm?7ZVR 8.7 创建输入面 123 R!i\-C1 S 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 L $L/5/ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 4`yE'%6.} 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 C7*n<+e 9.2 定义布局设置 130 =LXjq~p 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 fg$#ZCi 9.4 编辑输入平面 132 /tm2b<G 9.5 设置模拟参数 134 ')N[)&&Q{ 9.6 运行模拟 135 F>Pr`T?> 10 电光调制器 138 a-e_ q 10.1 定义电解质材料 139 "s-3226kj 10.2 定义电极材料 140 aVB/CoM9 10.3 定义轮廓 141 W(pq_H' 10.4 绘制波导 144 yFoPCA86y 10.5 绘制电极 147 Fn>KdoByN 10.6 静电模拟 149 /H4Z.|@ 10.7 电光模拟 151 {wy{L-X 11 折射率(RI)扫描 155 Q,nJz*AJ 11.1 定义材料和通道 155 Y5c,O>T5Y 11.2 定义布局设置 157 i<0_sxfUD 11.3 绘制线性波导 160 'oKen!?A 11.4 插入输入面 160 /< k&[ 11.5 创建脚本 161 cwuzi;f 11.6 运行模拟 163 6am
g*=] 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 KH$|wv 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 W4;/;[/L 12.1 定义材料 165 $RH. 12.2 创建参考轮廓 166 b5Q|$E 12.3 定义布局设置 166 Mj&G5R~_ 12.4 用户自定义轮廓 167 NSawD.9mV 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 {N3&JL5\"E 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 za%gD 13.1 定义材料 173 BLN|QaZ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 rJZR8bo 13.3 定义晶圆 174 H*j!_>W 13.4 创建器件 175 <Y]e 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 z$gtGrU 13.6 定义电极区域 178 t4iD<{4 Brtsig,4 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 "(r%`.l=I 13.8 运行模拟 182 =oBlUE 13.9 创建脚本 184 nU4to 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 \q($8< 14.1 理论背景 186 {J1iheuS} 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 8.,d`~ 14.3 生成脚本数据 190 oXjoQ 14.4 导出散射数据 193 vgE
-t 14.5 创建臂 194 7u{V1_n1 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 C}#$wge
14.7 加载两个臂的文件 200 #c!rx%8I 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 {dXTj 7 14.9 连接元件 202 2x>7>;> 14.10 运行模拟 203 U9ZuD40\ 14.11 创建图以查看结果 204 fy]c=:EmD 新书推荐,有兴趣扫码微信联系[attachment=113948] ,Nt^$2DZW
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