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infotek 2023-02-20 08:43

书籍：光波导、光耦合《OptiBPM入门教程》

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前  言 !t6:uC7H  
uHUicZf.  
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。 m6)8L?B   
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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。 |Gb"%5YD  
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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。 e;56}w  
)W~w72j-  
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。 ojzO?z  
)%U&z>^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。 -#H>kbs  
n0kBLn  
《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 e;R5A6|  
上海讯技光电科技有限公司
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目 录 W~ XJ']e  
1 入门指南 4 l)fF)\|;=  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 .xuLvNyQr  
1.2 OptiBPM简介 5 >sdj6^[+  
1.3 光波导介绍 8 {e A4y~k  
1.4 快速入门 8 CE:TQzg  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 #Na3eHT  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 5zX;/n~  
2.2 定义布局设置 29 IY?[0S  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 J{Ei+@^/9  
2.4 插入input plane 35 hgX@?WWR  
2.5 运行模拟 39 ={-\)j  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 &i4*tE3],  
3 创建一个单弯曲器件 44 deHhl(U;  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 N\1!)b  
3.2 定义布局设置 45 _ro^<V$%  
3.3 创建一个弧形波导 46 9%j_"+<c  
3.4 插入入射面 49 mHB*4L  
3.5 选择输出数据文件 53 \,i9m9;y  
3.6 运行模拟 54 T>e!DOW;  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ehl) {Dd^  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 {$)zC*l  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 lcHw Kd  
4.2 定义布局设置 61 ;BUJ5  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Z;=G5O uvQ  
4.4 插入输入面 62 \:-#,( .V  
4.5 运行模拟 63 %>Z^BM<e  
4.6 预览最大值 65 :oY u+ cQ  
4.7 绘制波导 69 a,tzt ]>  
4.8 指定输出波导的路径 69 [ X]yj  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Fxdu)F,~u  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 'd4I/  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ma[%,u`  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 >=BH$4Ce  
5.1 定义波导材料 75  \B) a57  
5.2 定义布局设置 76 'g.9 goQ  
5.3 创建波导 76 }kzGuNj  
5.4 修改输入平面 77 /~[+'  
5.5 指定波导的路径 78 ivDmPHj{  
5.6 运行模拟 79 nf=*KS\v  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 L[o;@+32  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 /(Mi2$@v1  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 gsFyZ  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 BK`NPC$a  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 s+IU%y/9$a  
6.2 定义布局结构 89 5p!X}u ]  
6.3 绘制并定位波导 91 6Y?%G>$6  
6.4 生成布局脚本 95 !wP |t#Sc9  
6.5 插入和编辑输入面 97 zY_xJ"/9  
6.6 运行模拟 98 -}avH  
6.7 修改布局脚本 100 b-4g HW  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 `q =e<$  
7 应用预定义扩散过程 104 GVS-_KP\  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 dQP7CP  
7.2 定义布局设置 106 I#lvaoeN  
7.3 设计波导 107 /I Ql  
7.4 设置模拟参数 108 |]=. ^  
7.5 运行模拟 110 T.ZPpxY  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ~{69&T}9  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 P$l-p'U-  
7.8 添加一个新的轮廓 111 2K >tI9);  
7.9 创建上方的线性波导 112 X3nt*G1dL  
8 各向异性BPM 115 p#-ov-znp  
8.1 定义材料 116 n =SY66  
8.2 创建轮廓 117  3Ee8_(E\  
8.3 定义布局设置 118 $7Sbz&)y3  
8.4 创建线性波导 120 X`xI~&t_  
8.5 设置模拟参数 121 7\.Ax  
8.6 预览介电常数分量 122 PqOy"HO  
8.7 创建输入面 123 lo}[o0X  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 FN$ hEc!  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 _-NS-E  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 &5 *)r@+  
9.2 定义布局设置 130 i&cH  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 o;#{N~4[$  
9.4 编辑输入平面 132 NW-l_]k  
9.5 设置模拟参数 134 7e,<$PH  
9.6 运行模拟 135 &&1q@m,cP  
10 电光调制器 138 | ?6wlf  
10.1 定义电解质材料 139 ETu7G5?  
10.2 定义电极材料 140 dhW;|  
10.3 定义轮廓 141 YK# QH"}  
10.4 绘制波导 144 47Y| 1  
10.5 绘制电极 147 >40B Fxc  
10.6 静电模拟 149 V/5hEoDt  
10.7 电光模拟 151 &77]h%B >  
11 折射率(RI)扫描 155 o z } p]l7  
11.1 定义材料和通道 155 qa![oMKc  
11.2 定义布局设置 157 ^qpa[6D6x  
11.3 绘制线性波导 160 >Kl78w:  
11.4 插入输入面 160 >l$vu-k)~4  
11.5 创建脚本 161 *$(=I6b  
11.6 运行模拟 163 A!v-[AI[  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 X$JO<@x  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 MCma3^/1  
12.1 定义材料 165 *jWU8.W  
12.2 创建参考轮廓 166 ^ v3+w"2  
12.3 定义布局设置 166 C# r_qn  
12.4 用户自定义轮廓 167 +N[dYm  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 81a&99k#  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 '4sT+q  
13.1 定义材料 173 +ZXGT  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 'OGOT0(  
13.3 定义晶圆 174 e:[ Kp6J  
13.4 创建器件 175 K! /E0G&  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 #py7emu  
13.6 定义电极区域 178 Vm8;{Sq  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 _0F6mg n  
13.8 运行模拟 182 !w f N~.Y  
13.9 创建脚本 184 9r1pdG_C@  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 dab>@z4  
14.1 理论背景 186 D.Cm&  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 q\#3G  
14.3 生成脚本数据 190 *ep!gT*4  
14.4 导出散射数据 193 @YwaOc_%  
14.5 创建臂 194 ^Hq}9OyS9  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 D3.sR\Hxf  
14.7 加载两个臂的文件 200 4 d]  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 \f66ipZK*  
14.9 连接元件 202 A94VSUDA:  
14.10 运行模拟 203 wuYo@DDU#  
14.11 创建图以查看结果 204 q=?"0i&V  
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