光波导书籍《OptiBPM入门教程》

#<7ajmr   前  言 C(-bh]J   q1nGj   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。 GA{Q6]B   A|BvRZd   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。 6'M"-9?G   U~SOHfZ%(   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。 su`]l"[,]   $?OuY*ZeY9   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 1f 0"z1   ]Qp0|45=   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 SR#%gR_SC   w@ Pc7$EP   《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 ^ftZ{uA   上海讯技光电科技有限公司 |4i,Vkfhe   -4JdKO   VY'#>k}}   目 录 EiY i<Z_S   1 入门指南 4 x@I@7Pvo3   1.1 OptiBPM安装及说明 4 f N8|4   1.2 OptiBPM简介 5 K%<Z"2!+   1.3 光波导介绍 8 "R$ee^   1.4 快速入门 8 rs@,<DV)u   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 :8;8-c   2.1 定义MMI耦合器材料 28 n8zh;vuJ   2.2 定义布局设置 29 Kfc(GL?   2.3 创建一个MMI耦合器 31 ;APpgt4   2.4 插入input plane 35 ybtje=3E   2.5 运行模拟 39 63QS Yn,t   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Q1Z;vzQfg   3 创建一个单弯曲器件 44 K<b -|t9f   3.1 定义一个单弯曲器件 44 ~e[)]b3   3.2 定义布局设置 45 U~SK 'R   3.3 创建一个弧形波导 46 %ma1LN[   3.4 插入入射面 49 {y|y68y0+   3.5 选择输出数据文件 53 bwo"s[w   3.6 运行模拟 54 t-SG G{   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 KM|[:v   4 创建一个MMI星形耦合器 60 }k}5\%#li5   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 C,Je>G   4.2 定义布局设置 61 au8bEw&W   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 MB\vgKY   4.4 插入输入面 62 -5A@FGh   4.5 运行模拟 63 AKM\1H3U   4.6 预览最大值 65 K}O~tff   4.7 绘制波导 69 4EuZe:'X   4.8 指定输出波导的路径 69 G%anot   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 pTmG\wA~$   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 t09,X   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $cH'9W}3K   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 4;|&}Ij   5.1 定义波导材料 75 u=#!je   5.2 定义布局设置 76 )zt*am;   5.3 创建波导 76 0;OpT0   5.4 修改输入平面 77 p`{9kH1me   5.5 指定波导的路径 78 BZsw(l4/0'   5.6 运行模拟 79 }mz4 3Sq<   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 dOqwF iO   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 q{c6DCc]\   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 hvGb9   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 =Ze~6vS,   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 uZId.+Rk   6.2 定义布局结构 89 9n!3yZVSe   6.3 绘制并定位波导 91 Kd; |Z   6.4 生成布局脚本 95 Q=~e|   6.5 插入和编辑输入面 97 sBF>a|   6.6 运行模拟 98 E](Ood   6.7 修改布局脚本 100 (a`z:dz}   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 05nG|   7 应用预定义扩散过程 104 wamqeb{u   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104  2c!?!:s   7.2 定义布局设置 106 50rq}-   7.3 设计波导 107 V#w$|B\   7.4 设置模拟参数 108 Y cOtPS%   7.5 运行模拟 110 +t/VF(!   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 if:2sS9r   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ,_YCl09p(   7.8 添加一个新的轮廓 111 RhbYDsG   7.9 创建上方的线性波导 112 L !yl^c   8 各向异性BPM 115 jbC7U9t7   8.1 定义材料 116 8!me$k&   8.2 创建轮廓 117 (sO;etW   8.3 定义布局设置 118 Y.F:1<FAtf   8.4 创建线性波导 120  ;{BELv-4   8.5 设置模拟参数 121 4<Bj;1*4   8.6 预览介电常数分量 122 QS_"fsyN:   8.7 创建输入面 123 <J{VTk ~   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 8*4X%a=Of   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 nd_d tsp#   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128  z{``v|K   9.2 定义布局设置 130 l4hC>q$T   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 "=9L7.E)   9.4 编辑输入平面 132 v?!x,H$Qd   9.5 设置模拟参数 134 8K6yqc H   9.6 运行模拟 135 .\{GU9|nO   10 电光调制器 138 -`iZBC50   10.1 定义电解质材料 139 (Pc:A!}   10.2 定义电极材料 140 R(r89bTQ   10.3 定义轮廓 141 e}kEh+4   10.4 绘制波导 144 IR(JBB|xNQ   10.5 绘制电极 147 `IkWS7|   10.6 静电模拟 149 5cgDHs   10.7 电光模拟 151 (tx6U.O y   11 折射率(RI)扫描 155 hUB_[#8#   11.1 定义材料和通道 155 noOG$P#   11.2 定义布局设置 157 E7oL{gU   11.3 绘制线性波导 160 5sFp+_``   11.4 插入输入面 160 l>7`D3   11.5 创建脚本 161 "ln(EvW   11.6 运行模拟 163 2m[z4V@`   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 k1_f7_m   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 5Ee%!Pk   12.1 定义材料 165 C{-e(G`Yd   12.2 创建参考轮廓 166  9'\18_w   12.3 定义布局设置 166 -+#\WB{AI   12.4 用户自定义轮廓 167 { >bw:^F   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 k[gO>UGB;   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 K.",=\53   13.1 定义材料 173 \;.\g6zX   13.2 创建钛扩散轮廓 173 B;2os^*   13.3 定义晶圆 174 !d&K,k   13.4 创建器件 175 Qg<_te)\   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ,N?~je.   13.6 定义电极区域 178 5yuj}/PZ   F%+/j5~^   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 yO]Vex5)   13.8 运行模拟 182 &LwR9\sh   13.9 创建脚本 184 Tc T%[h!   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 r|{h7'   14.1 理论背景 186 g"FG7E&   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 O!\P]W4r$   14.3 生成脚本数据 190 iLws;3UX;x   14.4 导出散射数据 193 o(u&n3Q'   14.5 创建臂 194 4T{+R{_Y1   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 [C,<Q   14.7 加载两个臂的文件 200 C~yfuPr\B   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Zq}w}v   14.9 连接元件 202 $[by)   14.10 运行模拟 203 /![S 3Ol   14.11 创建图以查看结果 204 k>FMy#N|@

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