[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 8H
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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。 umHs"d  
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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。 ajcPt]f  
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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。 }SJLBy0  
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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。 z!Pdivx  
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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。 i&SBW0)  
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《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 8m13M5r  
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目 录 8zB+%mcF  
1 入门指南 4 >> 8KL`l  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 C>(
M+qXL+  
1.2 OptiBPM简介 5 j)lM:vXR  
1.3 光波导介绍 8 Y;I(6`,Y  
1.4 快速入门 8 
O}\"$n>  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 -$!Pf$l@  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 %]= 'Uv^x  
2.2 定义布局设置 29 3vvFF]D5k  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 +XaO?F[c  
2.4 插入input plane 35 UdM5R [  
2.5 运行模拟 39 [7Kj$PB3  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 (/rIodHJO  
3 创建一个单弯曲器件 44 ~)
\1g0  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 e[VJ0 A=  
3.2 定义布局设置 45
:O@,Z_"  
3.3 创建一个弧形波导 46 ;r@R (Squ  
3.4 插入入射面 49 3Jk?)Dy  
3.5 选择输出数据文件 53 >=q!!'$:  
3.6 运行模拟 54 dQ2i{A"BKz  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 x.4)p6  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 bMK'J  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Ivgwm6M  
4.2 定义布局设置 61 `efH(  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Zn=JmZ  
4.4 插入输入面 62 HDXjH|of  
4.5 运行模拟 63 0_xcrM  
4.6 预览最大值 65 @OL3&R  
4.7 绘制波导 69 %?{2uMfq-f  
4.8 指定输出波导的路径 69 #L*@~M^]  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 |(8Hk@\CT>  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 BKlc{=
 
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 @snLE?g j  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 5<GRi"7A@  
5.1 定义波导材料 75
>A@D;vx  
5.2 定义布局设置 76 qZ]VS/5A  
5.3 创建波导 76 h,jAtL!  
5.4 修改输入平面 77 9,a,A6xry  
5.5 指定波导的路径 78 ';L^mxh  
5.6 运行模拟 79 R8W44I*R:  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 LkbvA  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 RlPByG5K  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 n[w,x;  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 CzsY=DBH=  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 oP`M\KXau  
6.2 定义布局结构 89 3*23+}^G  
6.3 绘制并定位波导 91 DO,&Foh\  
6.4 生成布局脚本 95 s\1_-D5]Z  
6.5 插入和编辑输入面 97 MldL"*HW:  
6.6 运行模拟 98 &^D@(m7>{K  
6.7 修改布局脚本 100 Wa
tLAn+  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 \ rWgA  
7 应用预定义扩散过程 104 fvfVBk#  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 wdDHRW0Y  
7.2 定义布局设置 106 O)Dw<j)  
7.3 设计波导 107 >\x 39B  
7.4 设置模拟参数 108 =X'7V}Q}  
7.5 运行模拟 110 DczF0Ow  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 5Cyjq0+  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 scEQDV  
7.8 添加一个新的轮廓 111 bvRGTOxO  
7.9 创建上方的线性波导 112 .`#R%4Xl  
8 各向异性BPM 115 o-Fle, qf  
8.1 定义材料 116 +rO<'H:umJ  
8.2 创建轮廓 117 [j
n;| 3  
8.3 定义布局设置 118 ' 1]bjW*!  
8.4 创建线性波导 120 9F1stT0G%  
8.5 设置模拟参数 121 oi4Wxcj  
8.6 预览介电常数分量 122 O!+5As  
8.7 创建输入面 123 exKmK!FT  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 u`
2k6.-  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 '*Mb .s"  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 &+iW:  
9.2 定义布局设置 130 _%%"Y}  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Z_WTMs:x!  
9.4 编辑输入平面 132 1)r_h(  
9.5 设置模拟参数 134 Bzt`9lg  
9.6 运行模拟 135 yzl\{I&  
10 电光调制器 138 ]Wm
?<7H  
10.1 定义电解质材料 139 |^{" 2l"j  
10.2 定义电极材料 140 TN_$E&69I  
10.3 定义轮廓 141 z6r/ w  
10.4 绘制波导 144 |CqJ2  
10.5 绘制电极 147 X_@@v|UF  
10.6 静电模拟 149 3+uoK f[  
10.7 电光模拟 151 ?O Nw*"9  
11 折射率(RI)扫描 155 2/N*Uk 0  
11.1 定义材料和通道 155 jn Y3G  
11.2 定义布局设置 157 ^{bEq\5&  
11.3 绘制线性波导 160 ^}\R]})w"  
11.4 插入输入面 160 VjMuU"++@  
11.5 创建脚本 161 &JM;jSz  
11.6 运行模拟 163 o
^6j(~  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ,
lM2BXz%  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 A6.'1OD  
12.1 定义材料 165 Khd,|pM  
12.2 创建参考轮廓 166 i_ TdI  
12.3 定义布局设置 166 V3UGx'@^y  
12.4 用户自定义轮廓 167 <ft9B05*  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Y\\nJuJo  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 |:[vpJFK  
13.1 定义材料 173 zD-8#H35X"  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Ih"Ol(W  
13.3 定义晶圆 174 U# B  
13.4 创建器件 175 VbR.tz  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Z`t?kXDNoI  
13.6 定义电极区域 178 y@JYkp>I  
EBLoRW=8ld  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 XLxr~Yo  
13.8 运行模拟 182 ^SCWT\E  
13.9 创建脚本 184 RVx<2,['  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 rM |RGe  
14.1 理论背景 186 $c47cJO)W  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 X\RTHlw']  
14.3 生成脚本数据 190 <2d@\"AoHE  
14.4 导出散射数据 193 x0GZ2*vfsb  
14.5 创建臂 194 J)NpG9iN
 
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 s'
4p+eJ  
14.7 加载两个臂的文件 200 czRh.kz,  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 o#6}?g.  
14.9 连接元件 202 cf!R  
14.10 运行模拟 203 4*W7{MPY  
14.11 创建图以查看结果 204 ztpb/9J9