[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 E1OrL.A6  
L-D4>+  
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。 $Vq5U9-  
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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。 o9"?z  
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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。 "IT7.!=@9  
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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。 nk%v|ZxoFv  
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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。 *S:~U  
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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 Dn 0L%?_  
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目 录 'A7!@hVy  
1 入门指南 4 ^?+[yvq  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ?8"*B^*Sh  
1.2 OptiBPM简介 5 Jp]?tlT  
1.3 光波导介绍 8 `M6"=)twu  
1.4 快速入门 8 P7XZ|Td4*
 
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ra T9  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 yT@Aj;X0v  
2.2 定义布局设置 29 JpC=ACF  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 d,98W=7  
2.4 插入input plane 35 cE 'LE1DK  
2.5 运行模拟 39 b3E1S+\=~  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 .F 6US<]  
3 创建一个单弯曲器件 44 NknS:r&2  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 3u/JcU-<  
3.2 定义布局设置 45 'lA}E  
3.3 创建一个弧形波导 46 1~L;S  
3.4 插入入射面 49 :&vX0 Ce:  
3.5 选择输出数据文件 53 VRQ`-#  
3.6 运行模拟 54 /x ?@Mn>  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 [8sYEh  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 rAu%bF  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 8O'bCBhv  
4.2 定义布局设置 61 rxgSQ+G_  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 L?d?O  
4.4 插入输入面 62 :kR>wX  
4.5 运行模拟 63 iv~R4;;)  
4.6 预览最大值 65 j*?8w(!  
4.7 绘制波导 69 T:@6(_Z  
4.8 指定输出波导的路径 69 >^jBE''  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 1Z< ^8L<  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 0NU%z.(%s  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Yvo*^jv  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 {fACfSW6  
5.1 定义波导材料 75 *HR pbe2  
5.2 定义布局设置 76 &S{r;N5u  
5.3 创建波导 76 @^UgdD,BS,  
5.4 修改输入平面 77 KSchgon0V  
5.5 指定波导的路径 78 Ur xiaE  
5.6 运行模拟 79 Pl:4`oY3  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 qhGz2<}_j  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 %(W&
(eN  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 spfW
)v/T!  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Ow/,pC >V  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ^^"zjl*^  
6.2 定义布局结构 89 6 H P66B  
6.3 绘制并定位波导 91 (NLw#)?  
6.4 生成布局脚本 95 `&D#P%  
6.5 插入和编辑输入面 97 r89AX{:  
6.6 运行模拟 98 @\y{q;  
6.7 修改布局脚本 100 Z8$BgP  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 _gqqPny4$  
7 应用预定义扩散过程 104 47Z3nl?  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ]!{S2x&"  
7.2 定义布局设置 106 0 MK}  
7.3 设计波导 107 e' l9  
7.4 设置模拟参数 108 TxPFl7,r  
7.5 运行模拟 110 ^\ x'4!W  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 + kKanm[!v  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 e n~m)r3&  
7.8 添加一个新的轮廓 111 m~ ah!QM  
7.9 创建上方的线性波导 112 ej-A=avd  
8 各向异性BPM 115 EN2t}rua  
8.1 定义材料 116 Pj

s=n7  
8.2 创建轮廓 117 N=\zx^w,  
8.3 定义布局设置 118 D-BT`@~l  
8.4 创建线性波导 120 6U !P8q  
8.5 设置模拟参数 121 ^_ch%3}Im  
8.6 预览介电常数分量 122 Wm6qy6HR  
8.7 创建输入面 123 J]TqH`MA  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ^ 0YQlT98  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 M)oKtiav*  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
l9f_NJHo  
9.2 定义布局设置 130 H\QkU`b  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 3Q
e|'E,U  
9.4 编辑输入平面 132 hEB5=~A_  
9.5 设置模拟参数 134
zE/l  
9.6 运行模拟 135 `Qo37B2  
10 电光调制器 138 #Q!Xz2z2  
10.1 定义电解质材料 139 [o<hQ`&  
10.2 定义电极材料 140 qqw P4ceG  
10.3 定义轮廓 141 ?) y}HF  
10.4 绘制波导 144 R#hy2kA  
10.5 绘制电极 147 /3aW 0/^o  
10.6 静电模拟 149 x\G%  
10.7 电光模拟 151 N~=I))i  
11 折射率(RI)扫描 155 Hnt*,C.0  
11.1 定义材料和通道 155 $b|LZE\bU.  
11.2 定义布局设置 157 6HK1?  
11.3 绘制线性波导 160 J1}\H$*X  
11.4 插入输入面 160
c`xNTr01  
11.5 创建脚本 161 F~6]I
I  
11.6 运行模拟 163 Xeq9Vs zg  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 VP A+/5TW  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 1+Gq<]@G  
12.1 定义材料 165 3FR(gr$X  
12.2 创建参考轮廓 166 c7r(&h  
12.3 定义布局设置 166 wL8ji>"  
12.4 用户自定义轮廓 167 V
#w$|2  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 |s! _;6  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 teS>t!d  
13.1 定义材料 173 @~$d4K y<  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ] x)>q  
13.3 定义晶圆 174 <u\Hy0g  
13.4 创建器件 175 mzK0$y#*o  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 p*c(dkOe8  
13.6 定义电极区域 178 DKt98;  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 IVh5SS  
13.8 运行模拟 182 `6VnL)  
13.9 创建脚本 184 X0 |U?Ib?  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Vbv^@Kp  
14.1 理论背景 186 B9NUafK=  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 g,\kLTg  
14.3 生成脚本数据 190 rtS cQ  
14.4 导出散射数据 193 FXBmatBck  
14.5 创建臂 194 z]N#.utQ  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 06&;GW!-  
14.7 加载两个臂的文件 200 <=n;5h
v:  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 @ 3=pFYW)  
14.9 连接元件 202 .rk5u4yK  
14.10 运行模拟 203 Em&3g  
14.11 创建图以查看结果 204 &)k=ccm  
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