光波导书籍《OptiBPM入门教程》

w4nU86oZYl   前  言 5}3#l/   2;wpD2   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@tfbDO?   'mELW)S   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。 O"M2*qiH   V&h{a8xa$   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。 `f[   'OACbYgG   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。 `j1b5&N;7   UkTq0-N;2   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。 ^Q\Hy\   `pYyr/   《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 kR+7JUq]   上海讯技光电科技有限公司 Ud_7>P$a   3;O4o]`   2Ij,OIcdBE   目 录 2dyS_2u   1 入门指南 4 :#VdFMC<   1.1 OptiBPM安装及说明 4 \8Hs[H!   1.2 OptiBPM简介 5 bess b>=   1.3 光波导介绍 8 Hl#?#A5   1.4 快速入门 8 *x &   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 U*:ju+)k   2.1 定义MMI耦合器材料 28 7>E>`Nc6   2.2 定义布局设置 29 k\TP3*fD   2.3 创建一个MMI耦合器 31 (e_z*o)\T   2.4 插入input plane 35 .iC!Ttr   2.5 运行模拟 39 Y3\EX   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 aXyFpGdb9   3 创建一个单弯曲器件 44 :4r{t?ytXw   3.1 定义一个单弯曲器件 44 <}p]0iA   3.2 定义布局设置 45 b['v0x   3.3 创建一个弧形波导 46 p9E/#U8A_   3.4 插入入射面 49 L)n_  Q   3.5 选择输出数据文件 53 =.qX u+   3.6 运行模拟 54 bt};Pn{3   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 A"O\u=!   4 创建一个MMI星形耦合器 60 =fy\W=c   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 1u8hnG   4.2 定义布局设置 61 %L|xmx!c   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 1=h5Z3/fj   4.4 插入输入面 62 !Ln 'Mi_B   4.5 运行模拟 63 rb*0YCi   4.6 预览最大值 65 =axuLP))   4.7 绘制波导 69 5WA:gygB&   4.8 指定输出波导的路径 69  0R,.   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 `TYC]9   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 r1Hh @sxn   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 c *y*UG   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ^?2zoS#iw   5.1 定义波导材料 75 O^!Bc}$   5.2 定义布局设置 76  ~z\a:+   5.3 创建波导 76 #+N_wIP4   5.4 修改输入平面 77 :-WNw n   5.5 指定波导的路径 78 Na4O( d`   5.6 运行模拟 79 0CvGpM,   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 WD_{bd)   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 M Gf*+!y,   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 rvU^W+d   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ~"_!O+Pj   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 V!(7=ku!`   6.2 定义布局结构 89 Uq @].3nf   6.3 绘制并定位波导 91 &8pGq./lr=   6.4 生成布局脚本 95 {P,hH~!   6.5 插入和编辑输入面 97 >9mj/P D   6.6 运行模拟 98 bIlNA)g   6.7 修改布局脚本 100 4x<H=CJC   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 [W*M#00_&4   7 应用预定义扩散过程 104 6"o=`Sq   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 TFm[sO0RZ   7.2 定义布局设置 106 @lX%Fix9   7.3 设计波导 107 MkHkM   7.4 设置模拟参数 108 rT=C/SKP   7.5 运行模拟 110 jo0XF]   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 a0+q^*\d\R   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 }& W=    7.8 添加一个新的轮廓 111 >tPf.xI|l   7.9 创建上方的线性波导 112 ce#Iu#qT   8 各向异性BPM 115 xY/F)JOeG   8.1 定义材料 116 R?;mu^B   8.2 创建轮廓 117 b`$qKO   8.3 定义布局设置 118 pg!MtuC}   8.4 创建线性波导 120 EADN    8.5 设置模拟参数 121 0g6sGz=   8.6 预览介电常数分量 122 XI|k,Ko<   8.7 创建输入面 123 Dn@ZS_f   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 n$XEazUb0N   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Wz#Cyjo   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 uY(8KW   9.2 定义布局设置 130 @C!&lrf3   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 6Q\|8a   9.4 编辑输入平面 132 |O6/p7+.   9.5 设置模拟参数 134 LGW:+c   9.6 运行模拟 135 a]7g\rg)   10 电光调制器 138 mj ?Gc    10.1 定义电解质材料 139 /g.c(-#]   10.2 定义电极材料 140 k7Qs#L   10.3 定义轮廓 141 S9r?= K   10.4 绘制波导 144 i}zz!dJTE   10.5 绘制电极 147 c_S~{a44Ud   10.6 静电模拟 149 8B &EH+   10.7 电光模拟 151 (&Jo. <   11 折射率(RI)扫描 155 T*SLM"x   11.1 定义材料和通道 155 DO*   11.2 定义布局设置 157 'tw ]jMD   11.3 绘制线性波导 160 :N_]*>   11.4 插入输入面 160 =cZ24I   11.5 创建脚本 161 1KrJS(.   11.6 运行模拟 163 qPD(D{,f$   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 #+p-   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 1++g@8   12.1 定义材料 165 \eNB L[   12.2 创建参考轮廓 166 /hu>MZ(\   12.3 定义布局设置 166 HV)aVkr/&   12.4 用户自定义轮廓 167 +B1&bOb   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ` 6*]cn#(   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 O=V_7I5   13.1 定义材料 173 ~G@YA8}   13.2 创建钛扩散轮廓 173 2aCf?l(   13.3 定义晶圆 174 k9OGnCW\   13.4 创建器件 175 RZV6;=/   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 YPI,u7-   13.6 定义电极区域 178 fn,hP_   ,3 /o7'   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 !CX WoM   13.8 运行模拟 182 ObEz0Rj   13.9 创建脚本 184 [ 5}Q   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 5v)bs\x6   14.1 理论背景 186 ZHN'j]?   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 nOL.%   14.3 生成脚本数据 190 #f) TAA   14.4 导出散射数据 193 "lw|EpQk`   14.5 创建臂 194 c/tB_]   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 z8ZQL.z%h   14.7 加载两个臂的文件 200 M yHv>   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 $Y6\m`   14.9 连接元件 202 zaHZ5%{LQD   14.10 运行模拟 203 [,Go*r   14.11 创建图以查看结果 204 >*h+N? m

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