光波导书籍《OptiBPM入门教程》

D&xbtJd   前  言 ?}N@bsl08w   -}Jf4k#G   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。 8qEK6-   @CSTp6{y   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。 QDRgVP   2#n4t2p   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。 9Fl}"p[>L.   X:*Ut3"   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。 6[h3pb/m   8%UI<I,   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。 =Of!1TR(   cNW[i"   《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 /;%[:x   上海讯技光电科技有限公司 O MEPF2:   g2=5IU<   #Fua^]n   目 录 u"%i3%Yjh   1 入门指南 4 {-sy,EYcw   1.1 OptiBPM安装及说明 4 w%no6 ;   1.2 OptiBPM简介 5 x+}6qfc$9k   1.3 光波导介绍 8 !!=%ty   1.4 快速入门 8 n')#]g0[   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 y7I')}SC   2.1 定义MMI耦合器材料 28 #-9;Hn4x   2.2 定义布局设置 29 wn'_;0fg   2.3 创建一个MMI耦合器 31 4s<*rKm~   2.4 插入input plane 35 vG'JMzAm   2.5 运行模拟 39 ndkV(#wQS   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 [TPr   3 创建一个单弯曲器件 44 Z#wmEc.}C   3.1 定义一个单弯曲器件 44 $vS`w4Y   3.2 定义布局设置 45 BfLh%XC   3.3 创建一个弧形波导 46 .)W'{2J-   3.4 插入入射面 49 _5^p+   3.5 选择输出数据文件 53 zMT0ToG   3.6 运行模拟 54 Nb[z+V{=   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 "}i\"x;s   4 创建一个MMI星形耦合器 60 Hnwir!=7   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 yfS`g-j{~   4.2 定义布局设置 61 =Tf uwhV   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 a*d>WN.;U   4.4 插入输入面 62 {89F*   4.5 运行模拟 63 T jO}P\p   4.6 预览最大值 65 %3ecV$   4.7 绘制波导 69 cvpcadN[   4.8 指定输出波导的路径 69 VJMn5v[V   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 I=VPw5"E   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 <_@ S@t)   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 K9FtFd   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 goi5I(yn^   5.1 定义波导材料 75 t)74(   5.2 定义布局设置 76 DWep5$>&K   5.3 创建波导 76 qlJP2Ig~   5.4 修改输入平面 77 +I0?D   5.5 指定波导的路径 78 mnM#NT5]   5.6 运行模拟 79 317Lv \[   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 uhUC m   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 d18%zY>   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Akf?BB3bC   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 V.kUFTCvf   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Ti }Ljp^O   6.2 定义布局结构 89 C8%Iol   6.3 绘制并定位波导 91 rrei6$H&   6.4 生成布局脚本 95 ir<HC 'D[   6.5 插入和编辑输入面 97 &ZgB b   6.6 运行模拟 98 95;q] =U   6.7 修改布局脚本 100 ~xqRCf{8   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 &[}T41   7 应用预定义扩散过程 104 ZYoWz(   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 i{w<4E3   7.2 定义布局设置 106 yz!j9pJ   7.3 设计波导 107 le%_[/_I|   7.4 设置模拟参数 108 +Sk;   7.5 运行模拟 110 `d,hP"jBc   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ;2 oR?COW   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ba^cw}5   7.8 添加一个新的轮廓 111 ~p{.4n2:   7.9 创建上方的线性波导 112 XCO{}wU)>   8 各向异性BPM 115 |HXI4MU"   8.1 定义材料 116 \3(d$_:b   8.2 创建轮廓 117 ;Y#~2eYCz   8.3 定义布局设置 118 c6cGl]FL   8.4 创建线性波导 120 2~+_T   8.5 设置模拟参数 121 ;w@PnY   8.6 预览介电常数分量 122 GcQO&oq|   8.7 创建输入面 123 yzW9A=0A)   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 }wrZP}zM>   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 |l(rR06#.]   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 LD5n_W   9.2 定义布局设置 130 [>+(zlK"   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 pPm[<^\#S   9.4 编辑输入平面 132 Fn*clx<   9.5 设置模拟参数 134 /j!?qID   9.6 运行模拟 135 >bWsUG9   10 电光调制器 138 k.>*!l0   10.1 定义电解质材料 139 A.m#wY8   10.2 定义电极材料 140 Yw<K!'C    10.3 定义轮廓 141 ;=1]h&S   10.4 绘制波导 144 >I AwNr   10.5 绘制电极 147 $QmP' <   10.6 静电模拟 149 :^FOh*H   10.7 电光模拟 151 :BG/]7>|V   11 折射率(RI)扫描 155 |i5A F\w   11.1 定义材料和通道 155 @yPa9Ug(V   11.2 定义布局设置 157 e&?o   11.3 绘制线性波导 160 /o#!9H   11.4 插入输入面 160 HJ]\VP9Zb   11.5 创建脚本 161 ^?(A|krFg   11.6 运行模拟 163 .|$6Pi%!   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ^Afq)26D   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 a(s}Ec${Z   12.1 定义材料 165 &bBK#d*-u?   12.2 创建参考轮廓 166 {4Cn/}7Ly^   12.3 定义布局设置 166 IF%^HK@   12.4 用户自定义轮廓 167 :<4:h.gO8   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Q^4j   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 gUzCDB^.:   13.1 定义材料 173 *_}|EuY   13.2 创建钛扩散轮廓 173 !1K<iz_8   13.3 定义晶圆 174 @$z/=gsy   13.4 创建器件 175 W+V#z8K   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 c%w@-n`   13.6 定义电极区域 178 aN{C86wx    (-DA%   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 \9dSI   13.8 运行模拟 182 a@Tn_yX   13.9 创建脚本 184 |r kj$s,   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 RX:wt   14.1 理论背景 186 s`M[/i3Nm   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Z W` Ur>   14.3 生成脚本数据 190 LivPk`[   14.4 导出散射数据 193 ork/:y9*y   14.5 创建臂 194 R4GmUCKB=   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 WJCEiH   14.7 加载两个臂的文件 200 4 F~e3   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 6rP[*0[   14.9 连接元件 202 ik02Q,J   14.10 运行模拟 203 aG;6^$H~   14.11 创建图以查看结果 204 XbdoTriE

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