[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 ?5FlbiT  
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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。 SIapY%)h  
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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。 M!+
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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。 6se8`[  
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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。 u?"="-^  
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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。 \_WR:?l  
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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 ^R=`<jx   
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目 录 Lo3N)~5  
1 入门指南 4 XVkw/l  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 _aR{B-E   
1.2 OptiBPM简介 5 0KnL{Cj   
1.3 光波导介绍 8 {;DAKWm@T  
1.4 快速入门 8 KF zI27r  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ]Cj@",/3#  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 VE-l6@`  
2.2 定义布局设置 29 1l$2T y+ =  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 +!0K]$VZs  
2.4 插入input plane 35 g:z<CSIq/  
2.5 运行模拟 39 arDl2T,igF  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 PQDLbSe)\  
3 创建一个单弯曲器件 44 
p;>A:i  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 h*%FZ}}`q  
3.2 定义布局设置 45 3("C'(W  
3.3 创建一个弧形波导 46 g35!a<JW  
3.4 插入入射面 49 uG^CyM>R`  
3.5 选择输出数据文件 53 gYhY1Mym  
3.6 运行模拟 54 GuO}CQs^W  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 r5DRF4,7  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 `*Yw-HL  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 H0;Iv#S!  
4.2 定义布局设置 61 Ss+F  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 HwHF8#D*l  
4.4 插入输入面 62 _;BwP  
4.5 运行模拟 63 j@>D]j  
4.6 预览最大值 65 lFGuQLuqA{  
4.7 绘制波导 69 &cL1 EQ(  
4.8 指定输出波导的路径 69 ux<|8S  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 4p,:}h  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 bZNqv-5 4h  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 S3\NB3@qC&  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 sq!$+=1-X  
5.1 定义波导材料 75 5Jbwl$mZ  
5.2 定义布局设置 76 3]l)uoNt/  
5.3 创建波导 76 D`T;j[SsS#  
5.4 修改输入平面 77 w}gmVJ#p  
5.5 指定波导的路径 78 !l9{R8m>eJ  
5.6 运行模拟 79 xj3qOx$  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 g}s$s}  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 j{%;n40$  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 i)?7+<X  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 QselW]  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 .\ ;'>qy  
6.2 定义布局结构 89 6nZ]y&$G-k  
6.3 绘制并定位波导 91 e0TYHr)X>3  
6.4 生成布局脚本 95 C(ij_>  
6.5 插入和编辑输入面 97 UGSZg|&6#*  
6.6 运行模拟 98 hx9{?3#  
6.7 修改布局脚本 100 a_RY Yj  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 p?i.<Z  
7 应用预定义扩散过程 104 m\56BP-AM  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 hq 3n&/  
7.2 定义布局设置 106 @@AL@.*  
7.3 设计波导 107 }|.<EkA  
7.4 设置模拟参数 108 ~[HzGm%
  
7.5 运行模拟 110 L[x`i'0B  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 i>YS%&O?  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 'XK 'T\m  
7.8 添加一个新的轮廓 111 .xN<<+|_v'  
7.9 创建上方的线性波导 112 L,}'ST  
8 各向异性BPM 115 JT?u[pQ^  
8.1 定义材料 116 w:t~M[kTW  
8.2 创建轮廓 117 ye(b 7CX  
8.3 定义布局设置 118 tm+*ik=x|  
8.4 创建线性波导 120 !Y ,7%  
8.5 设置模拟参数 121 wXIRn?z  
8.6 预览介电常数分量 122 'JOUx_@z  
8.7 创建输入面 123 {
AD
d[V  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 {DRk{>K,  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 YzESVTh  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 6KMO*v  
9.2 定义布局设置 130 (BEe^]f  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 NoiB98g  
9.4 编辑输入平面 132 XQo
\27Fo  
9.5 设置模拟参数 134 =W~7fs  
9.6 运行模拟 135 %e~xO x  
10 电光调制器 138 #AJW-+1g.=  
10.1 定义电解质材料 139 |Xt.[1  
10.2 定义电极材料 140 E_ wVAz3  
10.3 定义轮廓 141 y bhFDx  
10.4 绘制波导 144 Sq5,}oT_{j  
10.5 绘制电极 147 @ap!3o8,9  
10.6 静电模拟 149 ui%#f1Iq
 
10.7 电光模拟 151 $ VT)  
11 折射率(RI)扫描 155 ]l,D,d81  
11.1 定义材料和通道 155 ,b*
?7
R  
11.2 定义布局设置 157 1}d F,e  
11.3 绘制线性波导 160 Bgxk>Y  
11.4 插入输入面 160 $e\s8$EO  
11.5 创建脚本 161 g88k@<Y  
11.6 运行模拟 163 7m2iL#5[  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 c,a8#Og  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 0Y8gUpe3P6  
12.1 定义材料 165 4fi4F1f  
12.2 创建参考轮廓 166 9hzu!}~'I  
12.3 定义布局设置 166 %g9ym@s  
12.4 用户自定义轮廓 167 ZFtx&vrP  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ~su>RolaX  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Gd
ow[x  
13.1 定义材料 173 [+\He/M6  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 LeCc`x,5  
13.3 定义晶圆 174 ,;pUBrz/[  
13.4 创建器件 175 vFUp$[  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 "Hw%@]#  
13.6 定义电极区域 178。。。。。。。 "yu{b]AU  
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