光波导书籍-《OptiBPM入门教程》

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前言 ^rjUye%EK
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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。 XsFzSm
O1DUBRli!q
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。 C"s-ttP
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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。 cg9}T[A
Z6Kp-z(l3
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。 C6@*l~j
oZl%0Uy?9I
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。 =iDd{$
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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 Gui[/iY,F

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 G^dzE/:

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目录 f4+wP/n&
1 入门指南 4 eT(X Ri0
1.1 OptiBPM安装及说明 4 _RZ"WA^[
1.2 OptiBPM简介 5 |m@>AbR5dk
1.3 光波导介绍 8 kDM?`(r
1.4 快速入门 8 l]&x~K}
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .4$F~!aj9
2.1 定义MMI耦合器材料 28 8]1,EE<
2.2 定义布局设置 29 H/;AlN|!
2.3 创建一个MMI耦合器 31 'Yc^9;C(
2.4 插入input plane 35 zM<L_l&
2.5 运行模拟 39 ! R3P@,j
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 n'JS-
3 创建一个单弯曲器件 44 MLmaA3
3.1 定义一个单弯曲器件 44 BB(v,W
3.2 定义布局设置 45 /_Ku:?{
3.3 创建一个弧形波导 46 dZb;`DjTH
3.4 插入入射面 49 j?k|-0
3.5 选择输出数据文件 53 2Yd@V}
3.6 运行模拟 54 y*US^HJOZ
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 pQC|_T#u
4 创建一个MMI星形耦合器 60 v'^}zO
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 @M'qi=s*
4.2 定义布局设置 61 <X1lq9 lW
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ozl!vf# kv
4.4 插入输入面 62 y c 8h}`
4.5 运行模拟 63 +*Uv+oC|
4.6 预览最大值 65 unbIfl=
4.7 绘制波导 69 Y"yrc0'&T
4.8 指定输出波导的路径 69 Ck"db30.
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 D<<q5gG
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 G#6Z@|kVw
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 -!li,&,A1
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 zpeCT3Q5O
5.1 定义波导材料 75 \+l_H4\`K
5.2 定义布局设置 76 de.f?y
5.3 创建波导 76 M7 kWJ
5.4 修改输入平面 77 s@y;b0$gk
5.5 指定波导的路径 78 GU/-L<g
5.6 运行模拟 79 _9p79S<+
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ki/Cpfq40*
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 8c_X`0jy
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 3G2iRr.o
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ^Qn:#O9
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 #M+_Lk3
6.2 定义布局结构 89 t*A[v
6.3 绘制并定位波导 91 M5t.l(
6.4 生成布局脚本 95 n~}[/ly
6.5 插入和编辑输入面 97 9&`";dg
6.6 运行模拟 98 g;nLR<]
6.7 修改布局脚本 100 YPNW%N!$|
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 .cw)Y#;IG
7 应用预定义扩散过程 104 fqq4Qc)#U&
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 2k^rZ^^"
7.2 定义布局设置 106 iF837ng5
7.3 设计波导 107 M+HhTW;I=
7.4 设置模拟参数 108 ,9_O4O%
7.5 运行模拟 110 kS9;Tjcx
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 :l1-s]
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 N mxh zjJ
7.8 添加一个新的轮廓 111 lz36;Fp
7.9 创建上方的线性波导 112 Rt&5s)O'
8 各向异性BPM 115 m.1-[2{8~
8.1 定义材料 116 %iEdUV\$
8.2 创建轮廓 117 0chpC)#Q3;
8.3 定义布局设置 118 B, H9EX
8.4 创建线性波导 120 k`|E&+og
8.5 设置模拟参数 121 vD?D]8.F~Q
8.6 预览介电常数分量 122 1TR+p? "
8.7 创建输入面 123 M"/Jn[
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 |O oczYf
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 x|dP-E41\
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 o9]32l
9.2 定义布局设置 130 4Y2I'~'
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 _;Xlw{FN^
9.4 编辑输入平面 132 0R[fH
9.5 设置模拟参数 134 y"'p#j
9.6 运行模拟 135 >wt.)c?5
10 电光调制器 138 L%Rw]=v}v
10.1 定义电解质材料 139 ?~t5>PEonv
10.2 定义电极材料 140 ^"54Q^SH
10.3 定义轮廓 141 &0%Zb~ts
10.4 绘制波导 144 ZeU){CB
10.5 绘制电极 147 V\{@c%xW
10.6 静电模拟 149 F8{gJaP x
10.7 电光模拟 151 l>pB\<LL
11 折射率(RI)扫描 155 /Wjc\n$'
11.1 定义材料和通道 155 {k-_+#W"
11.2 定义布局设置 157 ]Sa#g&}T>
11.3 绘制线性波导 160 }zsIp,
11.4 插入输入面 160 +_cigxpTc
11.5 创建脚本 161 HR8YPU5
11.6 运行模拟 163 a3\~AO H%
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Us'JMZ~
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 7vFmB
12.1 定义材料 165 'PY;
12.2 创建参考轮廓 166 t=@d`s:R2
12.3 定义布局设置 166 :/szA?:W
12.4 用户自定义轮廓 167 rOt{bh6r
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 e@0|fB%2
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 h@=@ fa
13.1 定义材料 173 Z$KyK.FUU
13.2 创建钛扩散轮廓 173 i7r)9^y
13.3 定义晶圆 174 )$9wKk\F
13.4 创建器件 175 7sOAaWx
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ~K3Lbd| r
13.6 定义电极区域 178 g|?}a]G
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 xW5`.^5
13.8 运行模拟 182 #-G@p
13.9 创建脚本 184 R=E4Sh
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ~,&8)1
14.1 理论背景 186 % R25, V
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 8w:mL^6x
14.3 生成脚本数据 190 Dbj?l;'1
14.4 导出散射数据 193 @S}j=k
14.5 创建臂 194 W$SV+q(rT
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 lqL5V"2Y
14.7 加载两个臂的文件 200 {S9gOg
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 JkT!X
14.9 连接元件 202 \EoE/2"<
14.10 运行模拟 203 L%5y@b{AR
14.11 创建图以查看结果 204 Zn r4^i&(
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定价：280元 <5pNFj}0;X
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对书籍有兴趣可以扫码加微联系 pqpsa'
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