光波导书籍-《OptiBPM入门教程》

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前言 -R|v&h%T
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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。 4fp}`U
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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。 &@nI(PXv
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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。 Br;1kQ%eC
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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。 b$%W<D
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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。 iCa#OQ
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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 sF f@>

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 qN[U|3k

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目录 UJ n3sZ<}
1 入门指南 4 J?LetyDNr]
1.1 OptiBPM安装及说明 4 `l'z#\
1.2 OptiBPM简介 5 z'j4^Xz?%$
1.3 光波导介绍 8 N-y[2]J90
1.4 快速入门 8 (HDR}!.E
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 yIA-+# r[
2.1 定义MMI耦合器材料 28 SwXVa/9a"
2.2 定义布局设置 29 V*}ft@GPD
2.3 创建一个MMI耦合器 31 K>N\U@@8i
2.4 插入input plane 35 :tdN#m6&
2.5 运行模拟 39 xN'$Yh
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 U]ynnw4
3 创建一个单弯曲器件 44 :[kfWai#(
3.1 定义一个单弯曲器件 44 YZMSiDv[e
3.2 定义布局设置 45 6g576
3.3 创建一个弧形波导 46 8,7^@[bzXx
3.4 插入入射面 49 X@RS /
3.5 选择输出数据文件 53 whxTCIV
3.6 运行模拟 54 3f@@|vZF
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 "m4._4U
4 创建一个MMI星形耦合器 60 0*]n#+=
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 &N:Iirg
4.2 定义布局设置 61 e#!%:M;4P
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 k#liYw I
4.4 插入输入面 62 ($'W(DH4
4.5 运行模拟 63 c#(Hh{0
4.6 预览最大值 65 uGOED-@
4.7 绘制波导 69 9kHVWDf
4.8 指定输出波导的路径 69 ~t^ Umx"Ew
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ct`j7[
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ,sI<AFI
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 xsu9DzPf&{
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Ql"kJ_F!br
5.1 定义波导材料 75 0$JH5RC
5.2 定义布局设置 76 `,QcOkvbC
5.3 创建波导 76 KW-GVe%8f
5.4 修改输入平面 77 |W_;L6)
5.5 指定波导的路径 78 2,aH1Xbex
5.6 运行模拟 79 'HKDGQl`
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Znr@-=xZO*
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 t.y-b`v
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 5(>SFxz"t
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 %5RR<[_/;
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 e[ yN
6.2 定义布局结构 89 `6$|d,m5
6.3 绘制并定位波导 91 <aztbq?
6.4 生成布局脚本 95 !]5}N^X
6.5 插入和编辑输入面 97 {Y-~7@
6.6 运行模拟 98 @`$'sU
6.7 修改布局脚本 100 t:MSV?
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 bTU[E
7 应用预定义扩散过程 104 L4,b ThSG
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 is }>+&_
7.2 定义布局设置 106 ijsoY\V50
7.3 设计波导 107 $Nd,6w*`
7.4 设置模拟参数 108 B*Q9g r
7.5 运行模拟 110 jr,N+K(@T
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 rk6K0TQ8
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Mg#yl\v
7.8 添加一个新的轮廓 111 #u}%r{T
7.9 创建上方的线性波导 112 1U% /~
8 各向异性BPM 115 Jsl2RdI
8.1 定义材料 116 Kci. ,I
8.2 创建轮廓 117 AbxhNNK
8.3 定义布局设置 118 gk6UV2nE?
8.4 创建线性波导 120 ;z.L^V0
8.5 设置模拟参数 121 K+pVRDRcs
8.6 预览介电常数分量 122 P q$0ih
8.7 创建输入面 123 dgL>7X=7
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 9w$m\nV
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 g5 T
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 W:,Wex^9n
9.2 定义布局设置 130 ak7kb75o
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 9.8%Iw
9.4 编辑输入平面 132 #MKM.T,\t
9.5 设置模拟参数 134 zcKQD)]
9.6 运行模拟 135 |GtvgvO,
10 电光调制器 138 _Ao$)Gu)
10.1 定义电解质材料 139 l%T4:p4e
10.2 定义电极材料 140 p}^5ru
10.3 定义轮廓 141 yVII<ImqIH
10.4 绘制波导 144 TP"cEfs x
10.5 绘制电极 147 AH|gI2
10.6 静电模拟 149 GL=}Vu`(*
10.7 电光模拟 151 ,Klv[_x7
11 折射率(RI)扫描 155 |RFBhB/u
11.1 定义材料和通道 155 >~SS^I0
11.2 定义布局设置 157 nq)F$@
11.3 绘制线性波导 160 TG%B:^Yz!
11.4 插入输入面 160 0?<#!
11.5 创建脚本 161 < cvh1~>(
11.6 运行模拟 163 h:nybLw?
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 7~ PL8
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 =5q<_as
12.1 定义材料 165 N ~{N Nf Y
12.2 创建参考轮廓 166 @eJCr)#}
12.3 定义布局设置 166 P(hGkY=(
12.4 用户自定义轮廓 167 ")T\_ME
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ]K"&Vd
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 |'q%9#
13.1 定义材料 173 fbNzRXw
13.2 创建钛扩散轮廓 173 eXW|{asx
13.3 定义晶圆 174 v1TFzcHl<
13.4 创建器件 175 TIWR[r1!
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 L=l&,ENy
13.6 定义电极区域 178 Qc; kj
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 H"#ITL
13.8 运行模拟 182 flsejj$
13.9 创建脚本 184 $"r9U|6kk
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ,~1"50 Hp@
14.1 理论背景 186 <h/%jM>9/
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 >2'"}np*
14.3 生成脚本数据 190 T$I_nxh[)L
14.4 导出散射数据 193 p49]{2GXb
14.5 创建臂 194 `POzwYh
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 +(W1x C0
14.7 加载两个臂的文件 200 *.DC(2:o!
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 DN*5q9.
14.9 连接元件 202 UFG_ZoD+
14.10 运行模拟 203 {KG6#/%;
14.11 创建图以查看结果 204 "8xAe0-4
Y@UkP+{f=
Yc:%2KZ"
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定价：280元 T5(S2^)o
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对书籍有兴趣可以扫码加微联系 j/FLEsU!R
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