光波导书籍《OptiBPM入门教程》

`pbCPa{Y   前  言 ZvuY]=^3   (B\Kb4m   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。 -F`gRAr-   =F[M>o   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。 ,GWa3.&.d   ydD:6bBX   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。 ,%yC4   EW]DzL3   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。 N_D=j6B   ;R >>,&g   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。 jYU0zGpj   eZ ) |m   《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 %w_MRC   上海讯技光电科技有限公司 <c@dE   AYNz {9   k&yBB%g   目 录 djf8FNnn   1 入门指南 4 <> =(BAw   1.1 OptiBPM安装及说明 4 ++2a xRl   1.2 OptiBPM简介 5 }!g$k $y   1.3 光波导介绍 8 2;:]Q.g   1.4 快速入门 8 ~DLxIe   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Iv7BIK^0   2.1 定义MMI耦合器材料 28 s,J\nbj0h   2.2 定义布局设置 29 lN.&46 e   2.3 创建一个MMI耦合器 31 f:q2JgX   2.4 插入input plane 35 !h&h;m/c   2.5 运行模拟 39 5UL5C:3R9   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Xj?LU7   3 创建一个单弯曲器件 44 L_Z`UhD3{   3.1 定义一个单弯曲器件 44 TbMlYf]It   3.2 定义布局设置 45 R "W=V   3.3 创建一个弧形波导 46 {w>ofyqfp&   3.4 插入入射面 49 s/?(G L+Ae   3.5 选择输出数据文件 53 6#d+BBKIc   3.6 运行模拟 54 Mn\L55?E(   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 <c`,fd8   4 创建一个MMI星形耦合器 60 ">|L<   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 '&/Y}]   4.2 定义布局设置 61 =w7k@[Bq   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 .Xta;Py|J   4.4 插入输入面 62 !H^R_GC   4.5 运行模拟 63 yaj1nq!*"   4.6 预览最大值 65 w4y???90)   4.7 绘制波导 69 ku v<   4.8 指定输出波导的路径 69 H_JT"~_2   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 j~2t^Qz   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 <Dnv=)Rq   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 qB3&F pgW   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 TAM`i3{D   5.1 定义波导材料 75 hEFn>   5.2 定义布局设置 76 #"-w;T%b   5.3 创建波导 76 x@@k_'~t%   5.4 修改输入平面 77 YWhS<}^   5.5 指定波导的路径 78 mpCKF=KL.   5.6 运行模拟 79 P>6wr\9i[   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 "'8o8g   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 AK;G_L   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 {7Ez7'SVV   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 0w^awT<$6   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 >>7m'-k%D   6.2 定义布局结构 89 JENq?$S   6.3 绘制并定位波导 91 ~i@Z4tj7   6.4 生成布局脚本 95 ZONe }tv:   6.5 插入和编辑输入面 97 doe u`   6.6 运行模拟 98 )vur$RX   6.7 修改布局脚本 100 ET]`   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 `_e1LEH   7 应用预定义扩散过程 104 EJrQ9"x&n   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 "6' # L,   7.2 定义布局设置 106 zQ eXN7$   7.3 设计波导 107 o@\q6xl.   7.4 设置模拟参数 108 |w^nCsv   7.5 运行模拟 110 8>^O]5Wo`X   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 PsMCs|*   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ;(Qm<JAa   7.8 添加一个新的轮廓 111 5@Lz4 `   7.9 创建上方的线性波导 112 oY%NDTVN   8 各向异性BPM 115 a U*cw R   8.1 定义材料 116 Yg7C"3;Vt   8.2 创建轮廓 117 (OK;*ZH+T@   8.3 定义布局设置 118 oxm3R8S   8.4 创建线性波导 120 ;-sF%c   8.5 设置模拟参数 121 @xtfm.}   8.6 预览介电常数分量 122 8 BJ&"y8H   8.7 创建输入面 123 4~{q=-]V   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 |N>TPK&Xt   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 1@0ZP~LTB   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 a)8M'f_z   9.2 定义布局设置 130 #PRkqg+|   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ?\Jl] {i2   9.4 编辑输入平面 132 aTY\mKk   9.5 设置模拟参数 134 Q|o~\h<   9.6 运行模拟 135 nz]+G2h   10 电光调制器 138 "Tm`V9   10.1 定义电解质材料 139 :u53zX[v   10.2 定义电极材料 140 ) crhF9!4   10.3 定义轮廓 141 h|1 /Q (   10.4 绘制波导 144 5Y97?n+6   10.5 绘制电极 147 Cc,,e`   10.6 静电模拟 149 dAcy;-[[P   10.7 电光模拟 151 HI30-$9   11 折射率(RI)扫描 155 1e#}+i!a   11.1 定义材料和通道 155 t1YVE%`w   11.2 定义布局设置 157 *7o(   11.3 绘制线性波导 160 t|aBe7t7   11.4 插入输入面 160 It@.U|   11.5 创建脚本 161 LY^pmak   11.6 运行模拟 163 Ol'Ct'_k,"   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 4`7:gfrO,   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /uzU]3KF~   12.1 定义材料 165 ?8Hr 9   12.2 创建参考轮廓 166 !1}A\S   12.3 定义布局设置 166 0"L_0 t:   12.4 用户自定义轮廓 167 Rx 4 ;X   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 i7w>Nvj]   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 \Z^YaKj&   13.1 定义材料 173 /r Hd9^Y   13.2 创建钛扩散轮廓 173 Q0_UBm^f   13.3 定义晶圆 174 ]I#yS=;   13.4 创建器件 175 \]W*0t>s   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 [huS"1   13.6 定义电极区域 178 8I'c83w   vo[Zuv?<h   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ["\Y-6"l   13.8 运行模拟 182 iC`K$LY4W   13.9 创建脚本 184 afcI5w;>}   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 n%]1p36   14.1 理论背景 186 Og?]y ^y   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 [ENm(e$sI   14.3 生成脚本数据 190 SAt{At   14.4 导出散射数据 193 pN"d~Z8   14.5 创建臂 194 MGd 7Ont   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 #s)Wzv%OX   14.7 加载两个臂的文件 200 K_4}N%P/))   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 w TGH5}QZ+   14.9 连接元件 202 &oTUj'$   14.10 运行模拟 203 %W=S*"e-   14.11 创建图以查看结果 204 ([='LyH];z

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