光波导书籍《OptiBPM入门教程》

f-`C1|\w   前  言 0BPUbp(   k"F\4M   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"vwXJ"   Cs'<;|r(   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。 $&X-ay o   ,FL*Z9wA   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 ;5tQV%V^Q   '0<9+A#   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 .~,=?aq^   !g4u<7   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 ^4Tf6Fw#   F$@(0c   《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 _sK{qQxvM=   上海讯技光电科技有限公司 N(`XqeC*   }v6@yU   uc Ph*M   目 录 "sYZ3   1 入门指南 4 3 c+ps;nh   1.1 OptiBPM安装及说明 4 cRv#aV   1.2 OptiBPM简介 5 ?izl#?   1.3 光波导介绍 8 R!rj:f!>   1.4 快速入门 8 c@Xb6z_>   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .oqe0$I   2.1 定义MMI耦合器材料 28 H,EGB8E2   2.2 定义布局设置 29 J1 Run0   2.3 创建一个MMI耦合器 31 m,)o&ix1   2.4 插入input plane 35 g\1|<jb3   2.5 运行模拟 39 -5Oy k,   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 %5!K?,z%   3 创建一个单弯曲器件 44 @?*; -]#)   3.1 定义一个单弯曲器件 44 I Xpn(vX   3.2 定义布局设置 45 20/P:;   3.3 创建一个弧形波导 46 ej,R:}C%`   3.4 插入入射面 49 \V T.bUs   3.5 选择输出数据文件 53 [ d`m)MW-   3.6 运行模拟 54 r7FpR!   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 S]Ye`   4 创建一个MMI星形耦合器 60 Z8`Y}#Za[   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Gn^m541   4.2 定义布局设置 61 o(yyj'=(   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 <"yL(s^u"   4.4 插入输入面 62 V[0 ZNT&   4.5 运行模拟 63 M9Xq0BBu   4.6 预览最大值 65 ajW2HH*9}A   4.7 绘制波导 69 x/0loW?q^   4.8 指定输出波导的路径 69 !oYNJE Y7   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 1Gy [^   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 8^67,I-c   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 aSMoee@!   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 NueuCiP   5.1 定义波导材料 75 .'NTy R   5.2 定义布局设置 76 <R?S   5.3 创建波导 76 #gVWLm<   5.4 修改输入平面 77 7^C&2k5G   5.5 指定波导的路径 78 :eIQF7-   5.6 运行模拟 79 gv){&=9/   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 {E0\mZ2   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Y h53Z"a   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 5\}E4y   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 K>TEt5   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ueEf>0   6.2 定义布局结构 89 =1y~Qlu   6.3 绘制并定位波导 91 qWJHb Dd   6.4 生成布局脚本 95 MT6"b   6.5 插入和编辑输入面 97 nl~Z,Y$   6.6 运行模拟 98 R_b4S%jhx   6.7 修改布局脚本 100 <[K3Prf C   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Bru];%Qg%   7 应用预定义扩散过程 104 Ns]$+|   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 *c 9S.   7.2 定义布局设置 106 GK;IY=8W   7.3 设计波导 107 m\70&%v   7.4 设置模拟参数 108 +ViL"   7.5 运行模拟 110 Bo\~PV[   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 *5{1.7   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 %y7ZcH'    7.8 添加一个新的轮廓 111 7$x%A&]   7.9 创建上方的线性波导 112 _mJhY0Oc   8 各向异性BPM 115 tu(^D23   8.1 定义材料 116 q]Kv.x]$R   8.2 创建轮廓 117 CDoD9Hq,   8.3 定义布局设置 118 j+e~ tCcN/   8.4 创建线性波导 120 #lc6- K#   8.5 设置模拟参数 121 u%lUi2P2E   8.6 预览介电常数分量 122 @v3)N[|d   8.7 创建输入面 123 ydA@@C\&   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ":q+"*fy   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 gAVD-]`   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 yL),G*[p\}   9.2 定义布局设置 130 s6r(\L_Im   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 jGT|Xo>t   9.4 编辑输入平面 132 u-tD_U Ick   9.5 设置模拟参数 134 zl| XZ   9.6 运行模拟 135 pjl>ZoOM   10 电光调制器 138 )FPn_p#3]   10.1 定义电解质材料 139 pe<T"[X   10.2 定义电极材料 140 :L lZ#V2   10.3 定义轮廓 141 V.6pfL   10.4 绘制波导 144 *?$M=tH   10.5 绘制电极 147 HA7%8R*.2i   10.6 静电模拟 149 hn\d{HP   10.7 电光模拟 151 .Z#/%y3S   11 折射率(RI)扫描 155 BO7XN;   11.1 定义材料和通道 155 Z/!awf>   11.2 定义布局设置 157 tCm]1ZgRW   11.3 绘制线性波导 160 ,p /{!BX   11.4 插入输入面 160 @WJ\W`P   11.5 创建脚本 161 zG8g}FrzG;   11.6 运行模拟 163 ?#fm-5WIi   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ^b}Wl0Fn   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 74N3wi5B   12.1 定义材料 165 xRdx` YYu   12.2 创建参考轮廓 166 _*n `*"   12.3 定义布局设置 166 FD&^nJ_{   12.4 用户自定义轮廓 167 ,I ][   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 +95v=[t#Ut   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 BvH?d]%   13.1 定义材料 173 [~X&J#   13.2 创建钛扩散轮廓 173 $4~Z]-38#A   13.3 定义晶圆 174 ^\kH^   13.4 创建器件 175 e$2P/6k>   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 `34{/}w   13.6 定义电极区域 178 8ICV"8(   VumM`SH   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 )B)f`(SA"<   13.8 运行模拟 182 aWH   13.9 创建脚本 184 n\V7^N   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ipl,{   14.1 理论背景 186 rGXUV`5Na   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Sk1t~   14.3 生成脚本数据 190 ZO%iyc%   14.4 导出散射数据 193 U djYRf k   14.5 创建臂 194 u"m(a:jQ   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 |$e'yx6j   14.7 加载两个臂的文件 200 q mv0LU   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 p!=O>b_f   14.9 连接元件 202 >iRkhA=Vg   14.10 运行模拟 203 E`V\/`5D   14.11 创建图以查看结果 204 "P54|XIJ\

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