[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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。 &RuTq6)r  
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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。 2xi;13?  
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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。 :SwA) (1  
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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。 VNz?e&>  
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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。 ~tL:r=  
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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 TXd6o=  
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目 录 kwww5p ["  
1 入门指南 4 npytb*[|c  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 fGH
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1.2 OptiBPM简介 5 <tO@dI$~>  
1.3 光波导介绍 8
2ER_?y  
1.4 快速入门 8 rT-.'aQ2t  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 `X()"Qw  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ~[aV\r?  
2.2 定义布局设置 29 x~m$(LT  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 eC 2~&:$L  
2.4 插入input plane 35 Gys-Im6>~@  
2.5 运行模拟 39 7[L%j;)bw  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 }U9dzU14  
3 创建一个单弯曲器件 44 f]sR4mhO  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 $t6t 6<M)  
3.2 定义布局设置 45 SMd[*9l [  
3.3 创建一个弧形波导 46 n0K+/}m  
3.4 插入入射面 49 ]m&Ss  
3.5 选择输出数据文件 53 t\2-7Ohj6  
3.6 运行模拟 54 03iy[~Y2  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ,'<N
yA><  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 TZn5s~t  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Zy)iNNtn  
4.2 定义布局设置 61 2w~Vb0  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 DP*$@5  
4.4 插入输入面 62 .;U?%t_7  
4.5 运行模拟 63 5yJ~ q  
4.6 预览最大值 65 I@Yk &aU  
4.7 绘制波导 69 *Br }U  
4.8 指定输出波导的路径 69 2h}FotlO  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 W<O/LHKHdn  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Gw6Odj  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |Ul4n@+2  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 wvxqgXnB\  
5.1 定义波导材料 75 [%/B"wTt  
5.2 定义布局设置 76 vUL@i'0&o  
5.3 创建波导 76 7)>L#(N  
5.4 修改输入平面 77 JvCy&xrE;  
5.5 指定波导的路径 78 F7=\*U  
5.6 运行模拟 79 E+ XR[p  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 5ff5M=M  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 XfEp_.~JM  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Du-Q~I6  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 i$:yq.DW  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 /7a3*a  
6.2 定义布局结构 89 m<;MOS  
6.3 绘制并定位波导 91 tp ky  
6.4 生成布局脚本 95 RN&8dsreZp  
6.5 插入和编辑输入面 97 Mx3fT>?  
6.6 运行模拟 98 #!m^EqF1_  
6.7 修改布局脚本 100 iHdX  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 :a=]<_*x  
7 应用预定义扩散过程 104 3EA_-?  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 V6Of(;r  
7.2 定义布局设置 106 PKGqu,J,  
7.3 设计波导 107 _?$')P|  
7.4 设置模拟参数 108 D-m%eP.  
7.5 运行模拟 110 4VA]S  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 "HJQAy?W  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 :4\_upRE  
7.8 添加一个新的轮廓 111 e9C
vdR  
7.9 创建上方的线性波导 112 nxm*.&#p?  
8 各向异性BPM 115 :^x,>(a  
8.1 定义材料 116 Kr4%D*  
8.2 创建轮廓 117 |^w&dj\,  
8.3 定义布局设置 118 <BdC#t:*L  
8.4 创建线性波导 120 Idj Z2)$  
8.5 设置模拟参数 121 27F:-C~.9  
8.6 预览介电常数分量 122 idS+&:'  
8.7 创建输入面 123 g ZES}]N  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 GIK.+kn\  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 _JKz5hSl  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 +\vN#xDz  
9.2 定义布局设置 130 ((BdT:T\_  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 u)D!RhV&  
9.4 编辑输入平面 132  |>Pv2  
9.5 设置模拟参数 134 LG?b]'#  
9.6 运行模拟 135 eI-FJ/CJ  
10 电光调制器 138 V%^d~^m,H  
10.1 定义电解质材料 139 h}+Gz={Q^  
10.2 定义电极材料 140 @3I?T Q1  
10.3 定义轮廓 141 k$,y1hH;f8  
10.4 绘制波导 144 Ml_!
)b  
10.5 绘制电极 147 0.wN&:I8t  
10.6 静电模拟 149 \qJ^n %  
10.7 电光模拟 151 Lf Y[Z4  
11 折射率(RI)扫描 155 ,`$2  
11.1 定义材料和通道 155 2%pe.stQ  
11.2 定义布局设置 157 S2=x,c$  
11.3 绘制线性波导 160 RS7J~Q  
11.4 插入输入面 160 ?CpM.{{s  
11.5 创建脚本 161 ]/mRMm9"3h  
11.6 运行模拟 163 7P52r  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 !U1V('   
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 z2dW)_fU$  
12.1 定义材料 165 Q0""wRq'  
12.2 创建参考轮廓 166 !Ome;gS)  
12.3 定义布局设置 166 .n}k,da@(  
12.4 用户自定义轮廓 167 [} %=&B  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 j2#B l  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Ak\"
C4s  
13.1 定义材料 173 M !rw!,g  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 YgkQF0+  
13.3 定义晶圆 174 (`f)Tt=`  
13.4 创建器件 175 (=s%>lW|  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 `u8=~]rblj  
13.6 定义电极区域 178 D._7)$d  
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