光波导书籍《OptiBPM入门教程》

U7g`R@   前  言 0(y*EJA$   ,H7_eVLWR   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。 1 7~Pc   \|Af26   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。 Qf=^CQ=lV   yQrgOdo,w   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。 DS(>R!bb   _R\F B|_   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。 q0+N#$g#   s=jmvvs_V}   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。 W]D YfR,   fxcE1=a   《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 <xM '   上海讯技光电科技有限公司 HKJCiQ|k   E"E(<a   eQ[akVMk   目 录 MM32\}Y6   1 入门指南 4 7I[[S!((s   1.1 OptiBPM安装及说明 4 R1LirZlzJ   1.2 OptiBPM简介 5 IE\RP!   1.3 光波导介绍 8 nN{DO:_o   1.4 快速入门 8 $=plAi   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 *,X)tZ6VX   2.1 定义MMI耦合器材料 28 E^rBs2;9    2.2 定义布局设置 29 */K[B(G   2.3 创建一个MMI耦合器 31 Hj >fg2/   2.4 插入input plane 35 3J"`mQ   2.5 运行模拟 39 !hQ-i3?qm   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 7%"|6dw   3 创建一个单弯曲器件 44 hFA |(l6   3.1 定义一个单弯曲器件 44 ^ZsIQ4@`   3.2 定义布局设置 45 L8D=F7   3.3 创建一个弧形波导 46 9\!&c<i=   3.4 插入入射面 49 J0IKI,X.   3.5 选择输出数据文件 53 \5}PF+)|   3.6 运行模拟 54 1^$hbRq   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Q I";[   4 创建一个MMI星形耦合器 60 ^IiA(?8   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 28^/By:J   4.2 定义布局设置 61 h:pgN,W}   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 l)$mpMgAD   4.4 插入输入面 62 5]*lH t   4.5 运行模拟 63 ByjfPb#   4.6 预览最大值 65 A/=cGE   4.7 绘制波导 69 (Yj6|`   4.8 指定输出波导的路径 69 *m"@*O'   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 qE2<vjRg   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 zk$h71<{.   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 yam'LF   5 基于VB脚本进行波长扫描 75  $Z&6   5.1 定义波导材料 75 <IR@/b!,   5.2 定义布局设置 76 LeN }Q   5.3 创建波导 76 8i"CU:(   5.4 修改输入平面 77 X#axCDM-   5.5 指定波导的路径 78 9ls1y=M8J   5.6 运行模拟 79 e[x,@P`   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 uvl91~&G   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 7vgRNzZoq   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 O8hx}dOjA   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 <6]Hj2   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 hRuiuGC   6.2 定义布局结构 89 $]?pAqU\   6.3 绘制并定位波导 91 xy>$^/[$   6.4 生成布局脚本 95 %pg)*>P h   6.5 插入和编辑输入面 97 0D4 4   6.6 运行模拟 98 9hK8dJw   6.7 修改布局脚本 100 kN 2mPD/   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 dh]Hf,OLF   7 应用预定义扩散过程 104 u@D5SkT   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 0e>?!Z E   7.2 定义布局设置 106 j*8Z e!^   7.3 设计波导 107 GAH<   7.4 设置模拟参数 108 OtL~NTY   7.5 运行模拟 110 2 br>{^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 ZD50-w;   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ,^4" e (   7.8 添加一个新的轮廓 111 dT1UYG}>j   7.9 创建上方的线性波导 112 \W_ Dz*N   8 各向异性BPM 115 K&._fG   8.1 定义材料 116 e{2Za    8.2 创建轮廓 117 \zVp8MMf   8.3 定义布局设置 118 $igMk'%Nmb   8.4 创建线性波导 120 im>/$!&OyI   8.5 设置模拟参数 121 Wsd_RT}ww   8.6 预览介电常数分量 122 oVuIHb0w   8.7 创建输入面 123 +Rd\*b   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 n}%_H4t   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 4myikeUR_   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 tF*Sg{:bCa   9.2 定义布局设置 130 ( K-7z   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 :' t"kS   9.4 编辑输入平面 132 WZA1nzRc   9.5 设置模拟参数 134 y54RD/`-   9.6 运行模拟 135 Qmd2C&Xw   10 电光调制器 138 /jaO\ t'q   10.1 定义电解质材料 139 `h'Ab63   10.2 定义电极材料 140 !`U #Pjp.   10.3 定义轮廓 141 BR6HD7G   10.4 绘制波导 144 P'5Lu   10.5 绘制电极 147 4wS!g10}   10.6 静电模拟 149 muK)Yw[#N   10.7 电光模拟 151 D_f:D^   11 折射率(RI)扫描 155 >&Ye(3w&   11.1 定义材料和通道 155 dg N#"   11.2 定义布局设置 157 kad$Fp39   11.3 绘制线性波导 160 ;h~kB   11.4 插入输入面 160 dZ,7q_r,~   11.5 创建脚本 161 ^*NOG\BK@   11.6 运行模拟 163 q<g!bW%   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 <1V>0[[e   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 >]bS"S   12.1 定义材料 165 @$ )C pg   12.2 创建参考轮廓 166 huin?,eGz   12.3 定义布局设置 166 F>u/Lh!   12.4 用户自定义轮廓 167 kx0w?A8-   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ^> d"D   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 tN)Vpb\J   13.1 定义材料 173 z_&T>ME   13.2 创建钛扩散轮廓 173 G~lnX^46"   13.3 定义晶圆 174 %eu_Pr 6X   13.4 创建器件 175 (yeN> x}_   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 -fz(]d   13.6 定义电极区域 178 RoD9   j]9,yi   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 t1l 4mdp   13.8 运行模拟 182 # WL5p.   13.9 创建脚本 184 1rmN)   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 mc6W"   14.1 理论背景 186 =?B[oq   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ~;uW) [   14.3 生成脚本数据 190 7 (i\?   14.4 导出散射数据 193 wlX K2D   14.5 创建臂 194 QRY7ck:N   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ubi6=   14.7 加载两个臂的文件 200 u7u1lx>S   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ^6^A/]v   14.9 连接元件 202 4kLTKm:G   14.10 运行模拟 203 0 Szt^l7   14.11 创建图以查看结果 204 s[/)v:

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