[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。 Jz?j[  
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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。 K}2Erm%A@y  
AG3>V+k{Lv  
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。 LnFdhrB@x  
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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![7uU.W  
tN[L@t9#cr  
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。 "C?#
SO B  
V@\gS"Tu  
《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 Xk:OL,c  
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目 录 Om\o#{D  
1 入门指南 4 #:%&x@@c3P  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 [l:x'_y  
1.2 OptiBPM简介 5 DDvh4<
Hk  
1.3 光波导介绍 8 ~aw.(A?MI  
1.4 快速入门 8 2;xIL]  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 `+`Z7  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 BK*x] zG$  
2.2 定义布局设置 29 +U:$(UV'A  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 -_ I_
W&  
2.4 插入input plane 35 .=U#eHBdAQ  
2.5 运行模拟 39 Gk967pC  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 %/EVUN9=  
3 创建一个单弯曲器件 44 Ulhk$CPA  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 k2E0/ @f{k  
3.2 定义布局设置 45 JgG$?n\  
3.3 创建一个弧形波导 46 s.EI`*xylY  
3.4 插入入射面 49 O[# 27_dH  
3.5 选择输出数据文件 53 \%u3  
3.6 运行模拟 54 nvca."5y  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 :Y-{Kn6`_  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 siXr;/n"  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 w'L\?pI  
4.2 定义布局设置 61 %mL-$*  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ()`7L|(`;q  
4.4 插入输入面 62 9s_vL9u  
4.5 运行模拟 63 <wZQc  
4.6 预览最大值 65 !P ~_Dl2d  
4.7 绘制波导 69 PEc,l>u9  
4.8 指定输出波导的路径 69 3WN`y8l  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 k-Q%.o  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 QFfK0X8cC  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 k $M]3}$U  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 4f@o m
AM  
5.1 定义波导材料 75 r$5i Wu  
5.2 定义布局设置 76 Y_}mYvJW  
5.3 创建波导 76 f6|KN+.  
5.4 修改输入平面 77 |]QqXE-7  
5.5 指定波导的路径 78 d#6`&
MR  
5.6 运行模拟 79 '"y|p+=j:  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 X7[^s $VK  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 :iFIQpk  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84  zG+R5:  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 dG@"!!,  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 )X04K~6lY  
6.2 定义布局结构 89 vQ<90ZxqB  
6.3 绘制并定位波导 91 f5F@^QXQ  
6.4 生成布局脚本 95 l6(-I Tb  
6.5 插入和编辑输入面 97 '[J<=2&  
6.6 运行模拟 98 whonDG4WP  
6.7 修改布局脚本 100 VQY&g;[d  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 5pU2|B
k /  
7 应用预定义扩散过程 104 ^Y<|F!0  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 r~+\ Y"rM  
7.2 定义布局设置 106 C(S'#cm  
7.3 设计波导 107 OF%B[h&   
7.4 设置模拟参数 108 t(GR)&>.2  
7.5 运行模拟 110 ktnuNsp  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 3
VuW#m#j  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 {)DHH:n  
7.8 添加一个新的轮廓 111 Wf>zDW^"R  
7.9 创建上方的线性波导 112 ";BlIovT=R  
8 各向异性BPM 115 f?oa"  
8.1 定义材料 116 c;{Q,"9U  
8.2 创建轮廓 117 N+zKr/  
8.3 定义布局设置 118 ;WgJ<&33  
8.4 创建线性波导 120 t^`O{m<  
8.5 设置模拟参数 121 iP@ZM=&wz  
8.6 预览介电常数分量 122 |UP `B|  
8.7 创建输入面 123 @)-sTgn  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ;GVV~.7/  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 RlheQTJ  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 tyfTU5"x  
9.2 定义布局设置 130 Op"M.]#  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 e2z h&j  
9.4 编辑输入平面 132 m.px>v-  
9.5 设置模拟参数 134 /D5`  
9.6 运行模拟 135 76V 6cI=+  
10 电光调制器 138 +zu(  
10.1 定义电解质材料 139 dcLA1sN,  
10.2 定义电极材料 140 0E?jW7yr  
10.3 定义轮廓 141 ?I/qE='*  
10.4 绘制波导 144 |X,|QC*7?  
10.5 绘制电极 147 6&DX] [G  
10.6 静电模拟 149 $BkubWM  
10.7 电光模拟 151 ^M%uV  
11 折射率(RI)扫描 155 ;l&4V  
11.1 定义材料和通道 155 LUH"  
11.2 定义布局设置 157 9Q(+ZG=JkV  
11.3 绘制线性波导 160 7@Zx@  
11.4 插入输入面 160 TlI<1/fP}  
11.5 创建脚本 161 ^Y u6w\QM
 
11.6 运行模拟 163 YFE&r  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 zrR`ecC(b  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 '; =f  
12.1 定义材料 165 -od!J\KCy  
12.2 创建参考轮廓 166 AtU v71D:  
12.3 定义布局设置 166 '\Jj8oJQj  
12.4 用户自定义轮廓 167 {~h*2n  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 6An9S%:_  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 AX?fuDLs  
13.1 定义材料 173 1BAgtd$3  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 e%4:) IV!;  
13.3 定义晶圆 174 %|^OOU}  
13.4 创建器件 175 nl(
WJKq'  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 j<2m,~k`V  
13.6 定义电极区域 178 /" ${$b{  
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