[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 \CGcP  
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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。 z=U!D `]v  
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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。 tQ67XAb  
)Fw)&5B!  
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。 GXl?Zg  
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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。 m @%|Q;  
|<0@RCgM  
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。 @6SSk=9_S  
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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 `<n:D`{dZ  
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目 录 a6d
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1 入门指南 4 oX~CTunP  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 4#w^PM8}  
1.2 OptiBPM简介 5 :S12=sFl$  
1.3 光波导介绍 8 di5_5_$`o  
1.4 快速入门 8 CmOb+:4@K  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 <GN?J.B  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 _1'Pb/1  
2.2 定义布局设置 29 `N|CL  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 fL;p^t u3  
2.4 插入input plane 35 4;||g@f'[  
2.5 运行模拟 39 s|T7)PgR  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Fe.*O`  
3 创建一个单弯曲器件 44 )QD}R36Ic  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 [Bo$?  
3.2 定义布局设置 45 >``GDjcJ  
3.3 创建一个弧形波导 46 9_3M}|V$^e  
3.4 插入入射面 49 MVdx5,t  
3.5 选择输出数据文件 53 #Au&2_O  
3.6 运行模拟 54 N3<Jh  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 CdO-xL6F  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 KoJG!Rm  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 +kL(lBv'  
4.2 定义布局设置 61 
iurB8~Y  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 xF;v 6d  
4.4 插入输入面 62 FF/R_xnx  
4.5 运行模拟 63 D$E9%'i
r  
4.6 预览最大值 65 rR~X>+K  
4.7 绘制波导 69 ~x:]ch|  
4.8 指定输出波导的路径 69 #+0R!Y  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Fr3t[:D  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 [)~@NN  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 H@' @xHv  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 [udV }  
5.1 定义波导材料 75 >>zoG3H!  
5.2 定义布局设置 76 Yur)_m  
5.3 创建波导 76 ~*[4DQ[\  
5.4 修改输入平面 77 `F8;{`a  
5.5 指定波导的路径 78 RfG$Px '  
5.6 运行模拟 79 C:MGi7f  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 +=Wdn)T  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 dy
?|Q33Y"  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 .`N`M9  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 d A{Jk  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 0\@|M@X=  
6.2 定义布局结构 89 W2h[NimU  
6.3 绘制并定位波导 91 )fc"])&8  
6.4 生成布局脚本 95 0K0=Ob^(e  
6.5 插入和编辑输入面 97 /ASI0h  
6.6 运行模拟 98 Tpx,41(k  
6.7 修改布局脚本 100 ^\jX5)2{  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 LW5ggU/  
7 应用预定义扩散过程 104 !p2,|6Y`y  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 a&Du5(r;!  
7.2 定义布局设置 106 bGc|SF<V  
7.3 设计波导 107 $#3<rcOq  
7.4 设置模拟参数 108 G!%XQ\a!  
7.5 运行模拟 110 y/hvH"f  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 h##?~!xDmq  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ArzsZ<\//  
7.8 添加一个新的轮廓 111 | V,jd  
7.9 创建上方的线性波导 112 8k?L{hF|nW  
8 各向异性BPM 115 w]o5L  
8.1 定义材料 116 6F/ OlK<  
8.2 创建轮廓 117 kTc5KHJ7  
8.3 定义布局设置 118 'xoE [0!  
8.4 创建线性波导 120 7Sq{A@ET  
8.5 设置模拟参数 121 f?zK"  
8.6 预览介电常数分量 122 $'{`i5XB  
8.7 创建输入面 123 00a<(sS;  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 6v O)s!b  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 :k(t/*Nl3  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 9~%]|_(  
9.2 定义布局设置 130 ^i)Q CDU7  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 !nBm}E7d  
9.4 编辑输入平面 132 xh^ZI6L<  
9.5 设置模拟参数 134 }.V0SM6  
9.6 运行模拟 135 |O+>#  
10 电光调制器 138 bK$D lBZ  
10.1 定义电解质材料 139  / !  
10.2 定义电极材料 140 U{uWk3I_b  
10.3 定义轮廓 141 G:C6`uiy`  
10.4 绘制波导 144 }6,bq`MN  
10.5 绘制电极 147 ';|>`<  
10.6 静电模拟 149 !vVjZ  
10.7 电光模拟 151 (i0"hi  
11 折射率(RI)扫描 155 ^ R^N`V   
11.1 定义材料和通道 155 [piF MxZP  
11.2 定义布局设置 157 Yn]yd1  
11.3 绘制线性波导 160 @TPgA(5NR  
11.4 插入输入面 160 SOQ-D4q  
11.5 创建脚本 161 `e'o~oSu  
11.6 运行模拟 163 IH5} Az  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 xgqv2s>
L  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Fif^V  
12.1 定义材料 165 r]O@HVbt$  
12.2 创建参考轮廓 166 m-S33PG{  
12.3 定义布局设置 166 -WBz]GW4r  
12.4 用户自定义轮廓 167 v\9,j  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Q1I_=fT  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 mx(%tz^t  
13.1 定义材料 173 = EChH@3  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 g6/N\[b%  
13.3 定义晶圆 174 MD ?F1l"}%  
13.4 创建器件 175 cvXI]+`<3\  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 lPcVhj6No%  
13.6 定义电极区域 178 f'`nx;@X  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 [gh[F  
13.8 运行模拟 182 NuS|X   
13.9 创建脚本 184 E,D:D3O  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 nL(%&z \4  
14.1 理论背景 186 )\D40,
p  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 [T[9*6Kt  
14.3 生成脚本数据 190 PVS<QN%  
14.4 导出散射数据 193 vXM/nw|5  
14.5 创建臂 194  2HK  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 |RAQ%VXm  
14.7 加载两个臂的文件 200 ks%7W -  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ZH$sMh<xg  
14.9 连接元件 202 jle%|8m&@  
14.10 运行模拟 203 Gz[ymj)5  
14.11 创建图以查看结果 204 NzeI/f3K5  
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