光波导书籍《OptiBPM入门教程》

NDW6UF d>1   前  言 s l|n]#)   cv(9v =](   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。 D.zEE-cGyb   W3s>+yU   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。 GndU}[0J   _jOu`1w   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。 UI}v{0 5]   (+d7cln   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。 5t`< KRz)I   ]a)o@FI   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。 Bb2;zOGdA   HV-c DL   《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 *HFRG)[V   上海讯技光电科技有限公司 zdFO&YHTw   7U>Xi'?   DT`TA#O   目 录 )?#*GMWU   1 入门指南 4 F!*u}8/_!   1.1 OptiBPM安装及说明 4 {3F;:%$`c   1.2 OptiBPM简介 5 3 f=_F   1.3 光波导介绍 8 z^z_!@7v    1.4 快速入门 8 n$RhD93   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 P,-f]k[_   2.1 定义MMI耦合器材料 28 sdF;H[   2.2 定义布局设置 29 jnfktDV'   2.3 创建一个MMI耦合器 31 RKoM49W   2.4 插入input plane 35 J jRz<T;   2.5 运行模拟 39 `yYoVu*   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Y;$wD9W   3 创建一个单弯曲器件 44 K.s\xA5`_   3.1 定义一个单弯曲器件 44 u~WBu|   3.2 定义布局设置 45 Y 3W_Z   3.3 创建一个弧形波导 46 Z<L|WRe   3.4 插入入射面 49 '4-J0S<<_   3.5 选择输出数据文件 53 1h uU7xuf   3.6 运行模拟 54 \ng!qN   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 nBw4YDR!   4 创建一个MMI星形耦合器 60 dm8 N;r/w   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 q<.m@q   4.2 定义布局设置 61 L?_'OwaY   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 O@*^2, 6   4.4 插入输入面 62 I`k%/ei38   4.5 运行模拟 63 2d),*Cvf   4.6 预览最大值 65 rCt8Q&mzf   4.7 绘制波导 69 En01LrC?   4.8 指定输出波导的路径 69 c>I(6$   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 :;Z?2P5i   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 9e5XS\   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 PkM]jbLe8   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 .nDB{@#   5.1 定义波导材料 75 jSi\/(E   5.2 定义布局设置 76 Rq`B'G9|c   5.3 创建波导 76 `sW+R=   5.4 修改输入平面 77 UAleGR`,   5.5 指定波导的路径 78 JZ=ahSi   5.6 运行模拟 79 v\&C]W]   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 jQ>~   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 :g&9v_}&K{   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 imb.CYS74   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 'M20v-[   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ,xcm:;&   6.2 定义布局结构 89 @fz0-vT,   6.3 绘制并定位波导 91 m9~cQ!m   6.4 生成布局脚本 95 73C7g< Mx   6.5 插入和编辑输入面 97 :$k];   6.6 运行模拟 98 | q+3X)Y   6.7 修改布局脚本 100 tW$Di* h   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 {Xr|L   7 应用预定义扩散过程 104 Dk^,iY(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 2TQyQ%   7.2 定义布局设置 106 PMOyZ3   7.3 设计波导 107 0c{-$K}   7.4 设置模拟参数 108 nDG41)|   7.5 运行模拟 110 ;@ 5N   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 9Rf})$o+   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 \eH`{Z'.x5   7.8 添加一个新的轮廓 111 _;zIH5 H   7.9 创建上方的线性波导 112 L0^rw|Z%'   8 各向异性BPM 115 S/?!ESW6   8.1 定义材料 116 YRU1^=v   8.2 创建轮廓 117 PiL[&_8g   8.3 定义布局设置 118 P3e}G-Oz   8.4 创建线性波导 120 3'*}ZDC   8.5 设置模拟参数 121 v35!? 5{   8.6 预览介电常数分量 122 :o37 V!   8.7 创建输入面 123 ;\mTm;]G   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 xZ\`f-zL   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ]K<mkUpY   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 e&k=fV   9.2 定义布局设置 130 +.3,(l   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ;NoD4*   9.4 编辑输入平面 132 !C6[m1F   9.5 设置模拟参数 134 W)LtnD2 w   9.6 运行模拟 135 sUe<21:   10 电光调制器 138 RCC~#b b   10.1 定义电解质材料 139 ! <O,xI'   10.2 定义电极材料 140 w~a_FGYX   10.3 定义轮廓 141 (~U1X 4   10.4 绘制波导 144 Y^(Nz N   10.5 绘制电极 147 ^630%YO   10.6 静电模拟 149 FfSKE   10.7 电光模拟 151 ?S2!'L   11 折射率(RI)扫描 155 9{- Sa   11.1 定义材料和通道 155 HYcwtw6   11.2 定义布局设置 157 2EAY`}Rl6.   11.3 绘制线性波导 160 b%_[\((   11.4 插入输入面 160 k62KZ5| D   11.5 创建脚本 161 <c!I\y   11.6 运行模拟 163 vVfIe5+OP   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 -<Oy5N   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 n38l!m(.   12.1 定义材料 165 HUWCCVn&   12.2 创建参考轮廓 166 ^v+7IFn   12.3 定义布局设置 166 &60#y4   12.4 用户自定义轮廓 167 O_^X:0}   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ,\CG}-v@CN   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 p+.{"%   13.1 定义材料 173 dk@j!-q^   13.2 创建钛扩散轮廓 173 y&(R1Y75   13.3 定义晶圆 174 6v(;dolBIw   13.4 创建器件 175 JANP_b:t   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Op 0Qpn   13.6 定义电极区域 178 ~'u %66   -guVl4 V   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 yS"; q   13.8 运行模拟 182 ^BN?iXQhN   13.9 创建脚本 184 tLc~]G*\`s   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186  }DzN-g<K   14.1 理论背景 186 wPRs.(]_   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 \?K>~{)   14.3 生成脚本数据 190 Q"D% xY   14.4 导出散射数据 193 #fkOm Y7X   14.5 创建臂 194 k_A 9gj1   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 kFZjMchm A   14.7 加载两个臂的文件 200 8pE0ANbq   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 <f/wWu}   14.9 连接元件 202 *p>1s!i   14.10 运行模拟 203 R3!3TJ   14.11 创建图以查看结果 204 `mo>~c7

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