[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 .s9E +1  
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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。 wKLYyetM!  
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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。 p
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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。 Ohk\P;}  
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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。 !xfDWbvHV  
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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。 M; wKTTQy  
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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 .oyA
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目 录 QQS*r}>  
1 入门指南 4 VGc*aQYa  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 q*UHzE:LI  
1.2 OptiBPM简介 5 miaH,hm  
1.3 光波导介绍 8 ZOEe-XW  
1.4 快速入门 8 lH4Nbluc^  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Gk*u^J(  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 (p[#[CI9  
2.2 定义布局设置 29 N l@G\_  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ik(Du/  
2.4 插入input plane 35 ?>h ~"D#  
2.5 运行模拟 39 [t?tLUg|6  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 x vs=T  
3 创建一个单弯曲器件 44 ^~H{I_Y  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 y'
'~j<'  
3.2 定义布局设置 45 'Gn>~
m  
3.3 创建一个弧形波导 46 ojy^A  
3.4 插入入射面 49 <R7{W"QTA)  
3.5 选择输出数据文件 53 1?Y>Xz  
3.6 运行模拟 54 /yG34) aB  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 $pES>>P  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 rE+B}O  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 .t_t)'L  
4.2 定义布局设置 61 GQtNk<?$I  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 4=^_VDlpd  
4.4 插入输入面 62 T)\}V#iA*  
4.5 运行模拟 63 ]3O&8,  
4.6 预览最大值 65 eTa_RO,x  
4.7 绘制波导 69 i<"lXu  
4.8 指定输出波导的路径 69 +-j-)WU?,  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 G?$@6  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 .yj@hpJM  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |fgUW.  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 D.a>i?W  
5.1 定义波导材料 75 y0d=  
5.2 定义布局设置 76 L+8ar9es  
5.3 创建波导 76 ~bZ$ d{o^  
5.4 修改输入平面 77 s(=wG|  
5.5 指定波导的路径 78 k_7m[o  
5.6 运行模拟 79 ^O_Z5NbC3  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 oVvA`}  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 wb$uq/|  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 CeYhn\m5K0  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 |UB$^)Twb  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 +K1M&(  
6.2 定义布局结构 89 ZM.'W}J{*  
6.3 绘制并定位波导 91 =-2~>B  
6.4 生成布局脚本 95 OIP]9lM$nC  
6.5 插入和编辑输入面 97 Y:!L  
6.6 运行模拟 98
XQy`5iv  
6.7 修改布局脚本 100 1p}Wj*mc  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102  gHe:o`  
7 应用预定义扩散过程 104 gK rUv0&F  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 R(wUu#n$  
7.2 定义布局设置 106 Gm|-[iUTG]  
7.3 设计波导 107 ]>X_E%`G<b  
7.4 设置模拟参数 108 8gS7$ EH'  
7.5 运行模拟 110 Tvx1+0Z%z  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ?@'&<o0p#  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 tJ^p}yxO  
7.8 添加一个新的轮廓 111 QF>T)1&J[7  
7.9 创建上方的线性波导 112 nJ;^Sz17Q  
8 各向异性BPM 115 |n26[=\B  
8.1 定义材料 116 $r!CQ2S  
8.2 创建轮廓 117 IbI0".o  
8.3 定义布局设置 118 wEjinP$2  
8.4 创建线性波导 120 4,)9@-|0R  
8.5 设置模拟参数 121 ]DNPG"  
8.6 预览介电常数分量 122 @ZJL
]TO  
8.7 创建输入面 123 yD3}USw  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 L I<S  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 8c9HJ9vk  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 8<L{\$3HP|  
9.2 定义布局设置 130 joe)b  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 b >D  
9.4 编辑输入平面 132
Xd(^7~i  
9.5 设置模拟参数 134 3x[Cpg,  
9.6 运行模拟 135 I8bM-k):9R  
10 电光调制器 138 
Y^+x<  
10.1 定义电解质材料 139 3]*Kz*i  
10.2 定义电极材料 140 G8av5zR  
10.3 定义轮廓 141 $*0-+h  
10.4 绘制波导 144 wK(]E%\  
10.5 绘制电极 147 hY&Yp^"}]^  
10.6 静电模拟 149 r!Eh}0bL  
10.7 电光模拟 151 "9caoPI0~  
11 折射率(RI)扫描 155 ]RT  
11.1 定义材料和通道 155 jrQ0-D%M d  
11.2 定义布局设置 157 EZ<:>V-_D  
11.3 绘制线性波导 160 P73GH  
11.4 插入输入面 160 z=>fBb>w7  
11.5 创建脚本 161 91]|4k93  
11.6 运行模拟 163 16L YVvmW  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 D{+@ ,C7B  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ;\pVc)\4"  
12.1 定义材料 165 Yz/Blh%V  
12.2 创建参考轮廓 166 'ZF6Z9  
12.3 定义布局设置 166 Tw-NIT)  
12.4 用户自定义轮廓 167 PBn7{( x  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ,j_js8r  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 D
kWp  
13.1 定义材料 173 F!X0Wo=  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 j}uL  
13.3 定义晶圆 174 @vl$[Z|  
13.4 创建器件 175 AX v q
~XE  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 jYVs\h6  
13.6 定义电极区域 178 M@.l# [@U  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 _.JQ h
 
13.8 运行模拟 182 3'z$@;Ev+  
13.9 创建脚本 184 MqZ"Js  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 0b{jox\!B  
14.1 理论背景 186 Jw
]!x1rF~  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 .aNh>`OT'  
14.3 生成脚本数据 190 )V1xL_hx/  
14.4 导出散射数据 193 d'';0[W)  
14.5 创建臂 194 9Vt ^q%DC  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 3RtVFDIZA"  
14.7 加载两个臂的文件 200 Xe_ <]|  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 !{-W%=Kf  
14.9 连接元件 202 ZO%^r%~s  
14.10 运行模拟 203 1K9.3n   
14.11 创建图以查看结果 204 zQ=b|p]|W  
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