書籍目錄：

第一章 開始

一OptiSystem 7.0有何新功能--------------------------------------------------------------------------------------------------1

二OptiSystem 6.0 加入的特色-------------------------------------------------------------------------------------------------5

三簡介----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------9

四快速上手---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13

第二章 使用者參照

一安裝OptiSystem-------------------------------------------------------------------------------------------------------------34

二主題結(jié)構(gòu)綜述---------------------------------------------------------------------------------------------------------------36

三OptiSystem圖形使用者接口-----------------------------------------------------------------------------------------------37

四OptiSystem選單和按鈕-----------------------------------------------------------------------------------------------------43

五Application Layout-----------------------------------------------------------------------------------------------------------50

第三章 教學(xué)

一發(fā)射器—外部調(diào)變激光----------------------------------------------------------------------------------------------------53

二子系統(tǒng)—仿真分級----------------------------------------------------------------------------------------------------------78

三光通訊系統(tǒng)—WDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------------------------------------------95

四參數(shù)掃描—誤碼率×輸入功率------------------------------------------------------------------------------------------- 113

五雙向模擬—工作在多重迭代----------------------------------------------------------------------------------------------121

六時(shí)間驅(qū)動仿真—個(gè)別采樣操作-------------------------------------------------------------------------------------------131

七光放大器—設(shè)計(jì)光纖放大器的光纖激光器-----------------------------------------------------------------------------138

八光系統(tǒng)—工作在多模態(tài)組件----------------------------------------------------------------------------------------------163

第四章 光發(fā)射器

一Optical transmitters---------------------------------------------------------------------------------------------------------193

二Semiconductor laser modulation response（半導(dǎo)體激光調(diào)變響應(yīng)）-------------------------------------------------195

三Laser noise and linewidth（激光噪聲和線寬）-------------------------------------------------------------------------198

四Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser - VCSEL Validation（垂直腔面射型激光-VCSEL 組件確認(rèn)）-----------199

五 Using the Laser Measured Component（使用 Laser Measured 組件）----------------------------------------------222

第五章 光纖

一群速色散(Group Velocity Dispersion；GVD)對高斯脈沖(Gaussian pulse)傳播的影響----------------------------229

二極化模態(tài)色散(Polarization Mode Dispersion；PMD)對脈沖傳播的影響--------------------------------------------239

三交叉相位調(diào)變(Cross Phase Modulation；XPM)和四波混頻(Four Wave Mixing；FWM)的影響-----------------242

四GVD和SPM對高斯脈沖傳播的綜合影響-------------------------------------------------------------------------------250

五GVD和SPM對調(diào)變穩(wěn)定性的綜合影響----------------------------------------------------------------------------------255

六PMD引起的超短脈沖擴(kuò)展現(xiàn)象------------------------------------------------------------------------------------------263

七FWM效應(yīng)的驗(yàn)證----------------------------------------------------------------------------------------------------------274

八受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering；SRS)--------------------------------------------------------------------280

九SRS－分離信道------------------------------------------------------------------------------------------------------------285

十由SPM引起的頻譜擴(kuò)展現(xiàn)象----------------------------------------------------------------------------------------------289

十一由XPM引起的頻譜不對稱放大現(xiàn)象----------------------------------------------------------------------------------294

十二克爾快門(Kerr shutter)--------------------------------------------------------------------------------------------------301

十三雙向光纖和拉曼(Raman)的設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------------------------------------307

第六章 光接收器

一調(diào)變型式(Modulation formats)--------------------------------------------------------------------------------------------310

二選取熱噪聲參數(shù)為特定接受器靈敏度-----------------------------------------------------------------------------------313

三接收器噪聲－PIN----------------------------------------------------------------------------------------------------------315

四接收器噪聲－散粒噪聲增強(qiáng)的APD--------------------------------------------------------------------------------------317

五接收器靈敏度－誤碼率----------------------------------------------------------------------------------------------------320

六接收器靈敏度－最小輸入功率--------------------------------------------------------------------------------------------322

七靈敏度退化－消光比(Extinction ratio)------------------------------------------------------------------------------------324

八信號退化－時(shí)閃(Jitter)-----------------------------------------------------------------------------------------------------325

第七章 摻雜光纖放大器

一在Erbium doped fiber（摻鉺光纖）上Gain（增益）和Noise（噪聲）的分析---------------------------------------327

二最佳化EDFA增益的WDM（分波多任務(wù)系統(tǒng)）光波系統(tǒng)-------------------------------------------------------------331

三在EDFA性能中激發(fā)態(tài)吸收的影響----------------------------------------------------------------------------------------334

四離子與離子相互作用的影響-----------------------------------------------------------------------------------------------341

五在EDFA中的Rayleigh（瑞利）后散射------------------------------------------------------------------------------------347

六在EDFA中的Inhomogeneous broadening（非均勻?qū)捇��?-------------------------------------------------------------353

七在EDFA中的功率瞬時(shí)------------------------------------------------------------------------------------------------------360

八在EDFA中的溫度變化------------------------------------------------------------------------------------------------------367

九Ytterbium-doped fiber amplifiers（摻鐿光纖放大器）-------------------------------------------------------------------372

十 SPO（單一參數(shù)最佳化）最佳化－系統(tǒng)極限---------------------------------------------------------------------------376

十一SPO最佳化-EDFA光纖長度---------------------------------------------------------------------------------------------380

十二EDFA-基本概念-----------------------------------------------------------------------------------------------------------381

十三Booster Amplifier（光功率放大器）-----------------------------------------------------------------------------------387

十四Inline Amplifier（中繼放大器）----------------------------------------------------------------------------------------390

十五Preamplifier（前置放大器）--------------------------------------------------------------------------------------------393

十六泵激要求------------------------------------------------------------------------------------------------------------------395

十七在EDFA中的瞬時(shí)控制---------------------------------------------------------------------------------------------------398

十八放大器的特性-------------------------------------------------------------------------------------------------------------402

十九自動控制模擬-------------------------------------------------------------------------------------------------------------407

二十Reflective（反射式）放大器--------------------------------------------------------------------------------------------414

二十一 Gain Flattening Filter（增益平坦濾波器）的Optimization（最佳化）------------------------------------------418

第八章拉曼放大器

一在100nm頻帶寬下平坦增益的拉曼放大器－平均功率模塊-----------------------------------------------------------423

二使用多泵激（multipump）配置的平坦增益寬帶之拉曼放大器-------------------------------------------------------430

三拉曼放大器的增益平坦度之最佳化泵激功率和頻率-------------------------------------------------------------------435

四拉曼放大器－動態(tài)模塊-----------------------------------------------------------------------------------------------------441

第九章 半導(dǎo)體光放大器

一SOA的增益飽和度－與實(shí)驗(yàn)結(jié)果來做比較------------------------------------------------------------------------------446

二SOA當(dāng)中繼放大器--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 450

第十章 色散管理

一色散補(bǔ)償架構(gòu)－以系統(tǒng)的角度來看--------------------------------------------------------------------------------------456

二使用理想色散組件的色散補(bǔ)償--------------------------------------------------------------------------------------------461

第十一章 光孤子

一基本與高階光孤子----------------------------------------------------------------------------------------------------------467

二光孤子的交互作用----------------------------------------------------------------------------------------------------------472

第十二章 數(shù)位調(diào)變

一Digital Modulation – DPSK--------------------------------------------------------------------------------------------------479

二Digital Modulation – OQPSK----------------------------------------------------------------------------------------------- 495

第十三章 RZ與NRZ調(diào)變型式在40Gb/s系統(tǒng)下的比較-------------------------------------------------------------------- 497

第十四章 16通道分波多任務(wù)（WDM）系統(tǒng)設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------------------511

《OptiBPM入門教程》

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對光網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求越來越高，光通信網(wǎng)絡(luò)也越來越復(fù)雜。各類光通信系統(tǒng)中，存在著許多的波導(dǎo)類元件，如分束器，耦合器，復(fù)用器，AWG等，這些元件在整個(gè)光通信系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。而此類光波導(dǎo)器件研發(fā)人員，可以使用OptiBPM來對相關(guān)的元器件進(jìn)行模擬分析與設(shè)計(jì)，這可以大大降低時(shí)間成本和物料成本。

OptiBPM是基于光束傳輸算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及標(biāo)量BPM）來模擬光通過任意波導(dǎo)介質(zhì)（各向同性與各向異性）。并可使用合適的數(shù)值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，來進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過程中可以使用合適的邊界條件，如TBC和PML邊界條件，以完成整個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的仿真和分析，獲得任意位置處的電磁場分布。

通過OptiBPM，科研人員可以同時(shí)觀察近場分布（包含幅度、相位等），檢測輻射以及方向場（Guided Field）。OptiBPM能夠提升科研人員在波導(dǎo)器件設(shè)計(jì)的效率，減小風(fēng)險(xiǎn)并降低整體研發(fā)產(chǎn)品成本。

本書詳細(xì)描述了各類光波導(dǎo)模型的創(chuàng)建以及分析方法，旨在幫助OptiBPM軟件初學(xué)者快速學(xué)會常用的軟件功能。本書主要參考OptiWave公司發(fā)布的案例以及相關(guān)操作手冊翻譯整理而成。

本書第一章主要介紹了軟件的安裝方法以及軟件的開發(fā)背景，第二~十三章，分別描述了如何創(chuàng)建以及分析常見的波導(dǎo)類器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、電光調(diào)制器、Chip-to-Fiber對接耦合器、馬赫澤德干涉儀等，并包含了創(chuàng)建各類波導(dǎo)的方法和分析方法，如參數(shù)掃描，腳本自定義等。第十四章主要描述了如何將OptiBPM設(shè)計(jì)的元器件，導(dǎo)入到OptiSystem（一款光通信系統(tǒng)模擬仿真軟件）中做聯(lián)合仿真，可以查看此元器件在光通信系統(tǒng)中的具體行為。

《OptiBPM入門指南》，是由上海訊技光電工程師翻譯整理而來，譯者希望本書能夠?qū)�OptiBPM的使用者有所幫助，通過學(xué)習(xí)后能夠較好的掌握OptiBPM軟件的基本使用方法。由于譯者水平有限，書中錯(cuò)誤紕漏之處在所難免，敬請同行讀者批評和指正

目 錄

1 入門指南 4

1.1 OptiBPM安裝及說明 4

1.2 OptiBPM簡介 5

1.3 光波導(dǎo)介紹 8

1.4 快速入門 8

2 創(chuàng)建一個(gè)簡單的MMI耦合器 28

2.1 定義MMI耦合器材料 28

2.2 定義布局設(shè)置 29

2.3 創(chuàng)建一個(gè)MMI耦合器 31

2.4 插入input plane 35

2.5 運(yùn)行模擬 39

2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模擬結(jié)果 43

3 創(chuàng)建一個(gè)單彎曲器件 44

3.1 定義一個(gè)單彎曲器件 44

3.2 定義布局設(shè)置 45

3.3 創(chuàng)建一個(gè)弧形波導(dǎo) 46

3.4 插入入射面 49

3.5 選擇輸出數(shù)據(jù)文件 53

3.6 運(yùn)行模擬 54

3.7 在OptiBPM_Analyzer中預(yù)覽模擬結(jié)果 57

4 創(chuàng)建一個(gè)MMI星形耦合器 60

4.1 定義MMI星形耦合器的材料 60

4.2 定義布局設(shè)置 61

4.3 創(chuàng)建一個(gè)MMI星形耦合器 61

4.4 插入輸入面 62

4.5 運(yùn)行模擬 63

4.6 預(yù)覽最大值 65

4.7 繪制波導(dǎo) 69

4.8 指定輸出波導(dǎo)的路徑 69

4.9 在OptiBPM_Analyzer中預(yù)覽模擬結(jié)果 71

4.10 添加輸出波導(dǎo)并預(yù)覽仿真結(jié)果 72

4.11 在OptiBPM_Analyzer中預(yù)覽模擬結(jié)果 74

5 基于VB腳本進(jìn)行波長掃描 75

5.1 定義波導(dǎo)材料 75

5.2 定義布局設(shè)置 76

5.3 創(chuàng)建波導(dǎo) 76

5.4 修改輸入平面 77

5.5 指定波導(dǎo)的路徑 78

5.6 運(yùn)行模擬 79

5.7 在OptiBPM_Simulator中預(yù)覽模擬結(jié)果 81

5.8 應(yīng)用VB腳本進(jìn)行模擬 82

5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模擬結(jié)果 84

6 應(yīng)用VB腳本設(shè)計(jì)一個(gè)3dB的耦合器 88

6.1 定義3dB耦合器所需的材料 88

6.2 定義布局結(jié)構(gòu) 89

6.3 繪制并定位波導(dǎo) 91

6.4 生成布局腳本 95

6.5 插入和編輯輸入面 97

6.6 運(yùn)行模擬 98

6.7 修改布局腳本 100

6.8 在OptiBPM_Analyzer中預(yù)覽模擬結(jié)果 102

7 應(yīng)用預(yù)定義擴(kuò)散過程 104

7.1 創(chuàng)建一個(gè)由鈦在鈮酸鋰中擴(kuò)散所形成的線性波導(dǎo) 104

7.2 定義布局設(shè)置 106

7.3 設(shè)計(jì)波導(dǎo) 107

7.4 設(shè)置模擬參數(shù) 108

7.5 運(yùn)行模擬 110

7.6 基于鈦和鎂在鈮酸鋰中的擴(kuò)散，創(chuàng)建一個(gè)掩埋波導(dǎo) 111

7.7 將模板以新的名稱進(jìn)行保存 111

7.8 添加一個(gè)新的輪廓 111

7.9 創(chuàng)建上方的線性波導(dǎo) 112

8 各向異性BPM 115

8.1 定義材料 116

8.2 創(chuàng)建輪廓 117

8.3 定義布局設(shè)置 118

8.4 創(chuàng)建線性波導(dǎo) 120

8.5 設(shè)置模擬參數(shù) 121

8.6 預(yù)覽介電常數(shù)分量 122

8.7 創(chuàng)建輸入面 123

8.8 運(yùn)行各向異性BPM模擬 124

9 創(chuàng)建一個(gè)chip-to-fiber對接耦合器 127

9.1 定義chip-to-fiber對接耦合器的材料和波導(dǎo) 128

9.2 定義布局設(shè)置 130

9.3 創(chuàng)建一個(gè)chip-to-fiber對接耦合器 130

9.4 編輯輸入平面 132

9.5 設(shè)置模擬參數(shù) 134

9.6 運(yùn)行模擬 135

10 電光調(diào)制器 138

10.1 定義電解質(zhì)材料 139

10.2 定義電極材料 140

10.3 定義輪廓 141

10.4 繪制波導(dǎo) 144

10.5 繪制電極 147

10.6 靜電模擬 149

10.7 電光模擬 151

11 折射率(RI)掃描 155

11.1 定義材料和通道 155

11.2 定義布局設(shè)置 157

11.3 繪制線性波導(dǎo) 160

11.4 插入輸入面 160

11.5 創(chuàng)建腳本 161

11.6 運(yùn)行模擬 163

11.7 在OptiBPM_Analyzer中預(yù)覽結(jié)果 163

12 應(yīng)用用戶自定義擴(kuò)散輪廓 165

12.1 定義材料 165

12.2 創(chuàng)建參考輪廓 166

12.3 定義布局設(shè)置 166

12.4 用戶自定義輪廓 167

12.5 根據(jù)參考輪廓檢測用戶自定義輪廓 170

13 馬赫-澤德干涉儀開關(guān) 172

13.1 定義材料 173

13.2 創(chuàng)建鈦擴(kuò)散輪廓 173

13.3 定義晶圓 174

13.4 創(chuàng)建器件 175

13.5 檢查x-y切面的RI輪廓 177

13.6 定義電極區(qū)域 178

13.7 定義輸入平面和模擬參數(shù) 18213.8 運(yùn)行模擬 182

13.9 創(chuàng)建腳本 18414 應(yīng)用OptiBPM和OptiSystem進(jìn)行光集成電路模擬-散射數(shù)據(jù)導(dǎo)出 186

14.1 理論背景 18614.2 波導(dǎo)Vertical Offset位置設(shè)置 189

14.3 生成腳本數(shù)據(jù) 19014.4 導(dǎo)出散射數(shù)據(jù) 193

14.5 創(chuàng)建臂 19414.6 在OptiSystem內(nèi)加載*.s文件 197

14.7 加載兩個(gè)臂的文件 20014.8 在OptiSystem內(nèi)完成布局 201

14.9 連接元件 20214.10 運(yùn)行模擬 203

14.11 創(chuàng)建圖以查看結(jié)果 204以上三本Optiwave系列書籍，您感興趣掃碼加微聯(lián)系