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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 4x4[ aK| 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。 z
j#<X hJSWh5] 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。 77aUuP7Iw &(Hw:W9 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。 |wQ3+WN| ~]?EV?T 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。 u8|CeA {%^4%Eco 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。 5`Uzx u $^czqA-& 《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 Oj_F1.
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 `_ M+=*} /uDcJ1u66 目 录 ; !t?* 1 入门指南 4
&0|Z FXPd 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ;~[}B v 1.2 OptiBPM简介 5 -O=xgvh" 1.3 光波导介绍 8 UGgo;e 1.4 快速入门 8 }2m>S6""A 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 P0OMu/ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 t98S[Z(-%+ 2.2 定义布局设置 29 L ed{#+ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 T;{:a-8 2.4 插入input plane 35 52Dgul 2.5 运行模拟 39 <ME>#, 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 F]>+pU
3 创建一个单弯曲器件 44 kX}sDvP3 3.1 定义一个单弯曲器件 44 <n~.X<6V' 3.2 定义布局设置 45 ~OxFgKn23& 3.3 创建一个弧形波导 46 S*J\YcqSC 3.4 插入入射面 49 w,R6:*p5 3.5 选择输出数据文件 53 6|3 X*Orn 3.6 运行模拟 54 '|5o(6u' 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 8<C@I/ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 dhJ=+Fz"w 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 l. l)w 4.2 定义布局设置 61 NYG!\u\Rm 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 `r3 klL,W' 4.4 插入输入面 62 Cd]A1<6s 4.5 运行模拟 63 P,WQN[(+ 4.6 预览最大值 65 3$5E1*ed 4.7 绘制波导 69 KECW~e` 4.8 指定输出波导的路径 69 |#yT]0L%pA 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 K{@xZ) 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 FyPG5- 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 /Qef[$!( 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 g`C8ouy 5.1 定义波导材料 75 ]$^HGmP 5.2 定义布局设置 76 o&z [d 5.3 创建波导 76 s] ;P< 5.4 修改输入平面 77 N1.1 5.5 指定波导的路径 78 IqsUtWSp 5.6 运行模拟 79 !dh:jPpKq 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ,2 W=/,5A 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 pBv,,d` 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 T9]0/> 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 afD {w*[8 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 34k>O 6.2 定义布局结构 89 (pP.*`JRv 6.3 绘制并定位波导 91 ONy\/lu| 6.4 生成布局脚本 95 )uR_d=B& 6.5 插入和编辑输入面 97 $Zw+"AA 6.6 运行模拟 98 :Mh\;e 6.7 修改布局脚本 100 Jmg9|g!f 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 LayK&RwL 7 应用预定义扩散过程 104 j&a\ K}U! 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {[Y7h}7 7.2 定义布局设置 106 S+-$Ih`[ 7.3 设计波导 107 WQiRbb X 7.4 设置模拟参数 108 L+
XAbL) 7.5 运行模拟 110 cjO%X 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 yJ0%6],^g 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ^ACrWk~UY 7.8 添加一个新的轮廓 111 IO=$+c 7.9 创建上方的线性波导 112 Kr1Y3[iNv 8 各向异性BPM 115 4E2/?3D 8.1 定义材料 116 :&'jh/vRN 8.2 创建轮廓 117 UQ7]hX9 8.3 定义布局设置 118 U/cj_}uX 8.4 创建线性波导 120 }BL7P-km 8.5 设置模拟参数 121 2cIKph 8.6 预览介电常数分量 122 g"kI1^[nj 8.7 创建输入面 123 I_Gz~ qk6 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 /^\E:(RH 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 nTwJR 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 fc<y(uX 9.2 定义布局设置 130 Kz/,V6H: 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 CxJ3u 9.4 编辑输入平面 132 lA1 9.5 设置模拟参数 134 /EP
zT7 9.6 运行模拟 135 zF>;7'\x 10 电光调制器 138 Is<XMR|{ 10.1 定义电解质材料 139 c?. i;4yh 10.2 定义电极材料 140 +/RR!vG, 10.3 定义轮廓 141 \)o.Y
zAo@ 10.4 绘制波导 144 j|&D(]W/ 10.5 绘制电极 147 ^ +@OiL>&i 10.6 静电模拟 149 HQ7g0:-^a> 10.7 电光模拟 151 !!V1#?0jw 11 折射率(RI)扫描 155 r<:d+5" 11.1 定义材料和通道 155 yTK3eK 11.2 定义布局设置 157 9\WtcLx 11.3 绘制线性波导 160 |#<z\u } 11.4 插入输入面 160 i '*!c 11.5 创建脚本 161 G8%VL^;O*5 11.6 运行模拟 163 2@
9? ~?r 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 G7v<Q,s 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 c(2?./\| 12.1 定义材料 165 <rK[ &JlJ 12.2 创建参考轮廓 166 }+pwSjsno 12.3 定义布局设置 166 hi/d%lNZ 12.4 用户自定义轮廓 167 %*npLDi 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 :3D6OBkB 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 dhnX\/ 13.1 定义材料 173 39
zfbxX 13.2 创建钛扩散轮廓 173 6B7*|R> 13.3 定义晶圆 174 "!AtS 13.4 创建器件 175 oe|;>0yf 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 a@|H6:| 13.6 定义电极区域 178 UQ;2g\([ fpC":EX@r 13.7 定义输入平面和模拟参数 182 PlS)Zv3 13.8 运行模拟 182 00dY?d{[D 13.9 创建脚本 184 ,]: <l 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 32SkxcfrCK 14.1 理论背景 186 ^p9V5o 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 g}R Cjl4 14.3 生成脚本数据 190 T$R#d&t 14.4 导出散射数据 193 UF-'( 14.5 创建臂 194 \z FCph4 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 9@q!~ur 14.7 加载两个臂的文件 200 &I8DK).M+ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201 j$/#2%OVN 14.9 连接元件 202 6fI2y4yEz 14.10 运行模拟 203 -.MJ3 14.11 创建图以查看结果 204 LAlX|b 新书推荐,有兴趣扫码微信联系[attachment=113948] hHVAN3e
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