[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 >z@0.pN]7  
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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。 `;egv*!P  
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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。 =dN@Sa/  
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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。 5nx1i  
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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。 ^iV)MTT  
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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。 sFRQe]zCcP  
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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 #%O0[kd  
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目 录 TB31- ()  
1 入门指南 4 #Gi$DMW  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 K{+2G&i  
1.2 OptiBPM简介 5 "3J}b?u_[  
1.3 光波导介绍 8 7b+6%fV  
1.4 快速入门 8 S,8elKH4  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 G' 1'/  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 _lq`a\7e  
2.2 定义布局设置 29 cFXp  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 zfdl45  
2.4 插入input plane 35 n+M<\  
2.5 运行模拟 39 !dq.KwL  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 v`T c}c '  
3 创建一个单弯曲器件 44 Tp2.VIoQ=  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ))Za&S*<  
3.2 定义布局设置 45 cU  
3.3 创建一个弧形波导 46 {P-):  
3.4 插入入射面 49 apn*,7ps65  
3.5 选择输出数据文件 53 Q+{n-? :  
3.6 运行模拟 54 0=$T\(0g  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 h{qgEIk&  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 r.U`Kh]K  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 #O&8A  
4.2 定义布局设置 61 +kD R.E:  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 VIb
q:U  
4.4 插入输入面 62
B33\?Yj)  
4.5 运行模拟 63 * v#o  
4.6 预览最大值 65 \OoWo  
4.7 绘制波导 69 qxc[M8s  
4.8 指定输出波导的路径 69 # f\rt   
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 lEBLZ}}\  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 NHE18_v5  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 _#8MkW#]~  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 J .<F"r>  
5.1 定义波导材料 75 ~.|_RdN  
5.2 定义布局设置 76 vih9KBT  
5.3 创建波导 76 W%w~ah|/]  
5.4 修改输入平面 77 CvdN"k  
5.5 指定波导的路径 78 J.%IfN  
5.6 运行模拟 79 Ho]su?  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Zwx%7l;C  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 B-mowmJ3dg  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 (;,sc$H]  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 @(lh%@hO  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 HVAYPerH  
6.2 定义布局结构 89 nr#|b`J]  
6.3 绘制并定位波导 91 2KZneS`  
6.4 生成布局脚本 95 nr3==21Om4  
6.5 插入和编辑输入面 97 moE2G?R  
6.6 运行模拟 98 GtHivC  
6.7 修改布局脚本 100 lLIAw$  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 C_Wc5{  
7 应用预定义扩散过程 104 uw8f ~:LT  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 cH)";]k*-  
7.2 定义布局设置 106 v` r:=K  
7.3 设计波导 107 5IG-~jzCLb  
7.4 设置模拟参数 108 5-A\9UC*@  
7.5 运行模拟 110 'hf8ZEW9'  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 "wc<B4"  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 I`#JwMU;m  
7.8 添加一个新的轮廓 111 o !7va"  
7.9 创建上方的线性波导 112 e:W{OIz:  
8 各向异性BPM 115 t`QENXA}  
8.1 定义材料 116 %jM,W}2  
8.2 创建轮廓 117 *lb<$E]="!  
8.3 定义布局设置 118 }PpUAt~g  
8.4 创建线性波导 120 6H|S;K+  
8.5 设置模拟参数 121 )pn3~t<ed  
8.6 预览介电常数分量 122 :
E?V.  
8.7 创建输入面 123 |f##5fB  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ?h2}#wg  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 'B}qZCy W  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 WF"k[2  
9.2 定义布局设置 130 A2Tw<&Tw(  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 wyG;8I  
9.4 编辑输入平面 132 ;wD)hNLAvR  
9.5 设置模拟参数 134 I}Q2Vu<  
9.6 运行模拟 135 .wr>]yN  
10 电光调制器 138 rM"l@3hP  
10.1 定义电解质材料 139 \`"ht  
10.2 定义电极材料 140 BerwI 7!=  
10.3 定义轮廓 141 D`AsRd  
10.4 绘制波导 144 .|=\z9_7S8  
10.5 绘制电极 147 C7?/%7{  
10.6 静电模拟 149 azU"G(6y?+  
10.7 电光模拟 151 FPTK`Gd0  
11 折射率(RI)扫描 155 ^C%<l(b  
11.1 定义材料和通道 155 K+iP6B   
11.2 定义布局设置 157 I2DpRMy  
11.3 绘制线性波导 160 i?;Kq~,  
11.4 插入输入面 160 d!{r v  
11.5 创建脚本 161 2+O'9F_v  
11.6 运行模拟 163 ,[;G|et  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 =Runf +}  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 U;I9 bK8  
12.1 定义材料 165 0(btA~'*  
12.2 创建参考轮廓 166 ]R? 4{t4  
12.3 定义布局设置 166 mcok/,/  
12.4 用户自定义轮廓 167 y_9Ds>p!T  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 )CyS#j#=  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 r%N)bNk~  
13.1 定义材料 173 FgI3   
13.2 创建钛扩散轮廓 173 {^\r`Vp  
13.3 定义晶圆 174 bN88ua}k{  
13.4 创建器件 175 j~QwV='S  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 :i7;w%
B  
13.6 定义电极区域 178。。。。。。。 9C i-v/M]  
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