[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。 k{3:$, b  
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OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 OQ>r;)/  
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 6e6~82t8/  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 t'bzhPQO)f  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 1k2+eI  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 cNzn2-qv  
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目 录 =IH z@CU  
1 入门指南 4 Nj Ng=q  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 8v7;{4^  
1.2 OptiBPM简介 5 V&x6ru#  
1.3 光波导介绍 8 }VlX!/42  
1.4 快速入门 8 /=9t$u|  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28  }xcEWC\  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 {c|=L@/  
2.2 定义布局设置 29 .`z](s  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 #WD}XOA  
2.4 插入input plane 35 s)dN.'5/  
2.5 运行模拟 39 \vVGfG?6  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 +@wa?"  
3 创建一个单弯曲器件 44 rtr0 d  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 V QE *B  
3.2 定义布局设置 45 >'3J. FY  
3.3 创建一个弧形波导 46 ]K'iCYY  
3.4 插入入射面 49 KN>U6=WN  
3.5 选择输出数据文件 53 ; ]GSV
v:  
3.6 运行模拟 54 3-4' x2   
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Mq!03q6  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 Wu]Dpe  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ]J\tosTi  
4.2 定义布局设置 61 wjGD[~mB  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 $ BV4i$  
4.4 插入输入面 62 eC:?j`H-  
4.5 运行模拟 63 :d7Ju.*J  
4.6 预览最大值 65 %jKbRiz1u  
4.7 绘制波导 69 f8um.Xnp6  
4.8 指定输出波导的路径 69 d4h1#MK  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 zoYw[YP9  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 {e4`D1B  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $i&u\iL  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Y>*{(QD  
5.1 定义波导材料 75 0q`n]NM  
5.2 定义布局设置 76 6XPf0Gl  
5.3 创建波导 76 o@6:|X)7  
5.4 修改输入平面 77 W%@L7xh  
5.5 指定波导的路径 78 ZW\}4q;[A  
5.6 运行模拟 79 4%/iu)nx  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 /*DC`,q  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 C FY3D|  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 q1QrtJFPG  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 z>$AZ>t%J$  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 _]W {)=ap  
6.2 定义布局结构 89 L1;IXCc=  
6.3 绘制并定位波导 91 A;E7~qOG  
6.4 生成布局脚本 95 1DPgiIG~  
6.5 插入和编辑输入面 97 Jybx'vZj  
6.6 运行模拟 98 71i".1l{K  
6.7 修改布局脚本 100 kWs"v6B  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 z7X[$T$V  
7 应用预定义扩散过程 104 JR='c)6:  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 wmh[yYWc  
7.2 定义布局设置 106 3#7D g't  
7.3 设计波导 107 V$O{s~@ti  
7.4 设置模拟参数 108 bM`7>3 d7E  
7.5 运行模拟 110 5yO%|)  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 QF 2Eg  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 sr(f
9Vl  
7.8 添加一个新的轮廓 111 C"w>U  
7.9 创建上方的线性波导 112 ,<]X0;~oB  
8 各向异性BPM 115 }{<@wE%s  
8.1 定义材料 116 alM ^ X  
8.2 创建轮廓 117 %j9'HtjEa  
8.3 定义布局设置 118 k[3J5 4`g1  
8.4 创建线性波导 120 VY }?Nb<&  
8.5 设置模拟参数 121 _\M:h+^  
8.6 预览介电常数分量 122 h?H:r <  
8.7 创建输入面 123 <=KtRE>$  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Wx&gI4~  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 gKK*` L~  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 (vHB`@x  
9.2 定义布局设置 130 ZsjDe{TH  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 *3_@#Uu7  
9.4 编辑输入平面 132 nY7 ZK  
9.5 设置模拟参数 134 XBi}hT  
9.6 运行模拟 135 '{9nQDgT  
10 电光调制器 138 0_7A <   
10.1 定义电解质材料 139 }r`m(z$z  
10.2 定义电极材料 140 (9bFIvMc  
10.3 定义轮廓 141 cnfjOg'\{  
10.4 绘制波导 144 8:V:^`KaSs  
10.5 绘制电极 147 5x";}Vp>P  
10.6 静电模拟 149 -:w+`x?XaB  
10.7 电光模拟 151 Ph(bgQg  
11 折射率(RI)扫描 155 +[$d9  
11.1 定义材料和通道 155 uzA"+cV5  
11.2 定义布局设置 157 \OMWE/qMy  
11.3 绘制线性波导 160 -z"=d<@  
11.4 插入输入面 160 f>d aK9$(  
11.5 创建脚本 161 XI#1)  
11.6 运行模拟 163 O=c^Ak   
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 vvEr}G  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ,U9gg-.Lp  
12.1 定义材料 165 Q9v OY8  
12.2 创建参考轮廓 166 |fYr*8rH  
12.3 定义布局设置 166 %hcn|-"F  
12.4 用户自定义轮廓 167 =?Y%w%2  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 .6I*=qv)NA  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 cfn\De%.  
13.1 定义材料 173 4,D$% .  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 #sLyU4QV  
13.3 定义晶圆 174 ~s_n\r&23  
13.4 创建器件 175 qF9z@a  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 5.st!Lp1  
13.6 定义电极区域 178 L~nVoKY*V  
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