光波导书籍《OptiBPM入门教程》

6U[bAp   前  言 '.1_anE]   0PT\/imgN   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。 k+`e0Jago   %eQw\o,a   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。 e sDd>W   |}2X|4&X   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。 AD4Ot5   i2Cw#x0s   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。 Nlk'   1Aw/-FxJ   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。 VmTPE5d   ?JI:>3e   《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 gbL!8Z1 h   上海讯技光电科技有限公司 J={R@}u   0 V3`rK   iR6w)   目 录 $pGdGV\H   1 入门指南 4 (OT&:WwW   1.1 OptiBPM安装及说明 4 -3T~+   1.2 OptiBPM简介 5 k.("<)   1.3 光波导介绍 8 e9@7GaL`"S   1.4 快速入门 8 9>1Gj-S2:   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 4Y:[YlfD.   2.1 定义MMI耦合器材料 28 flzHZH   2.2 定义布局设置 29 ^*A8 NdaB   2.3 创建一个MMI耦合器 31 M73d^ z   2.4 插入input plane 35 9e>Dqlv   2.5 运行模拟 39 c037#&Q%#   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 - }2AXP2q   3 创建一个单弯曲器件 44 >YuiCf?c7   3.1 定义一个单弯曲器件 44 WPu{ ]<pl   3.2 定义布局设置 45 ZQ'bB5I   3.3 创建一个弧形波导 46 YNV4'   3.4 插入入射面 49 >4@/x{{   3.5 选择输出数据文件 53 fBRU4q=^T   3.6 运行模拟 54 S=.7$PY   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Ut hH   4 创建一个MMI星形耦合器 60 @$ggPrs   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 8dYPn+`   4.2 定义布局设置 61 rj> _L   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Z[pMlg6Z   4.4 插入输入面 62 OPP^n-iPr   4.5 运行模拟 63 [9>h! khs   4.6 预览最大值 65 ic]b"ItD   4.7 绘制波导 69 (@"5:M   4.8 指定输出波导的路径 69 =%+O.   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ?N/6m   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 o2vBY]Tj   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74  ]H_|E   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 <JNiW8 PG   5.1 定义波导材料 75 UoSzxL   5.2 定义布局设置 76 gvl3NQQ%t   5.3 创建波导 76 Vim*4^[#L   5.4 修改输入平面 77 n13#}i{tm   5.5 指定波导的路径 78 L/sMAB   5.6 运行模拟 79 1QPS=;|)   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 MrGq{,6C   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 )%T<Mw2u   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 svT Kt%6X   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 4 T<4Rb[   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 jQIb :\0#   6.2 定义布局结构 89 g!*5@k|C   6.3 绘制并定位波导 91 !CO1I-yL   6.4 生成布局脚本 95 ~R!M.gY[rK   6.5 插入和编辑输入面 97 B=p6pf   6.6 运行模拟 98 6-oy%OnN   6.7 修改布局脚本 100 o<Z   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 bxrT[]   7 应用预定义扩散过程 104 9KgGK cy%   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 qVDf98   7.2 定义布局设置 106 vz1yH%~E   7.3 设计波导 107 CfMCc:8mL   7.4 设置模拟参数 108 7u|X .X   7.5 运行模拟 110 >ukn <   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ZJ Ke}F`l   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 i3[%]_eP.   7.8 添加一个新的轮廓 111 RL|d-A+;   7.9 创建上方的线性波导 112 ^KRe(   8 各向异性BPM 115 c1 x{$   8.1 定义材料 116 ^/V>^9CZ   8.2 创建轮廓 117 <jwQ&fm)/R   8.3 定义布局设置 118 g,61'5\   8.4 创建线性波导 120 gFQ\zOlY8a   8.5 设置模拟参数 121 uihU)]+@t/   8.6 预览介电常数分量 122 %/:0x:ns   8.7 创建输入面 123 f2f2&|7   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ><Awk~KR   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 %&[=%zc   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Wq}Y|0c   9.2 定义布局设置 130 j'QPJ(`~1l   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 WNmG 'hlA   9.4 编辑输入平面 132 j2GTo~muq   9.5 设置模拟参数 134 w28&qNha   9.6 运行模拟 135 *+|,rcI   10 电光调制器 138 hq|I%>y   10.1 定义电解质材料 139 FOS5?%J   10.2 定义电极材料 140 +~[>Usf   10.3 定义轮廓 141 [0M`uf/u   10.4 绘制波导 144 4A{6)<e   10.5 绘制电极 147 y:Ne}S*ncE   10.6 静电模拟 149 N}\%r&KR=   10.7 电光模拟 151 W_bp~Wu   11 折射率(RI)扫描 155 p-o8Ctc?V   11.1 定义材料和通道 155  KKcajN   11.2 定义布局设置 157 49iqrP'   11.3 绘制线性波导 160 Hq;*T3E   11.4 插入输入面 160 kIwq%c;   11.5 创建脚本 161 epm ~   11.6 运行模拟 163 r>;(\_@   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 5!Ho[   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 #i'wDvhol   12.1 定义材料 165 ya'Ma<4   12.2 创建参考轮廓 166 ]]^r)&pox   12.3 定义布局设置 166 ?[!_f$50]P   12.4 用户自定义轮廓 167 %)#yMMhR   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 o5;|14O   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 3'zL,WW   13.1 定义材料 173 jb83Y>   13.2 创建钛扩散轮廓 173 \f-@L;8#   13.3 定义晶圆 174 ym;I(TC+   13.4 创建器件 175 ~oX`Gih   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 j^)=<+Q;=   13.6 定义电极区域 178 C1w6[f1+   -2qI2Z   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 8O| w(z   13.8 运行模拟 182 W!R7D%nX   13.9 创建脚本 184 cof+iI~9O%   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 aHkt K/   14.1 理论背景 186 FG5YZrONx   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 6ee1^>   14.3 生成脚本数据 190 t3<HE_B|   14.4 导出散射数据 193 q"-+`;^7(-   14.5 创建臂 194 orZwm9#].   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Mt*eC)~Yx   14.7 加载两个臂的文件 200 wJg&OQc9   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 /}Ct2w&<k   14.9 连接元件 202 Zjn![   14.10 运行模拟 203 zEk/#&   14.11 创建图以查看结果 204 $VJE&b

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