[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 E.1J2Ne  
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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。 Em[DHfu1Q  
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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。 ]v+31vdf:O  

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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。 gGfoO[B  
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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。 9Fn\FYUq  
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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。 Z{'i F   
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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 1CLL%\V  
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目 录 <w3!!+oK"  
1 入门指南 4 \"hJCP?,  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ;c$J=h]  
1.2 OptiBPM简介 5 0p89: I*0  
1.3 光波导介绍 8 w3jO6*_ M  
1.4 快速入门 8 |Ph3#^rM?  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 N&@}/wzZ  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 $1ndKB8)`J  
2.2 定义布局设置 29 <FZ@Q[RP  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 -*.-9B~u  
2.4 插入input plane 35 },|M9I0  
2.5 运行模拟 39 qWw\_S  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 s(W|f|R  
3 创建一个单弯曲器件 44 =-p$jXVW%  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 m.,U:>  
3.2 定义布局设置 45 HV<Lf 6gE  
3.3 创建一个弧形波导 46 o6$4/I  
3.4 插入入射面 49 Y`?-VaY  
3.5 选择输出数据文件 53 J=/5}u_gw  
3.6 运行模拟 54 s=CK~+,/  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 X.:]=,aGW  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 m#=z7.XrX  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 e1P"[|9>R  
4.2 定义布局设置 61 k1Q?'<`  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 $ MC)}l  
4.4 插入输入面 62 .`&F>o(A  
4.5 运行模拟 63 ~K@'+5Pc  
4.6 预览最大值 65 $8BPlqBIZ  
4.7 绘制波导 69 *?MGMhE  
4.8 指定输出波导的路径 69 NIw\}[-Z0E  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 6uR^%W8]  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 :,)lm.}]t  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ({o'd=nO  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 7%sdtunf`  
5.1 定义波导材料 75 J`2"KzR0w"  
5.2 定义布局设置 76 c*~]zR>s!  
5.3 创建波导 76 zl`h~}I  
5.4 修改输入平面 77 V*~Zs'L'E  
5.5 指定波导的路径 78 }u1O#L}F5  
5.6 运行模拟 79 &4_qF^9J  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 \QB;Ja
_  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 0iJue&  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 33}oO,}t,  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 o6p98Dpg   
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ]LM-@G+Jz  
6.2 定义布局结构 89 G$sA`<<  
6.3 绘制并定位波导 91 }1rm  
6.4 生成布局脚本 95 bcupo:N  
6.5 插入和编辑输入面 97 )5 R=Z<  
6.6 运行模拟 98 p'om-  
6.7 修改布局脚本 100 aFLO{tr`  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 QPq7R  
7 应用预定义扩散过程 104 =Qn ;_+Ct  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 $cZUM}@  
7.2 定义布局设置 106 //aF5:Y#  
7.3 设计波导 107 4 uQT5  
7.4 设置模拟参数 108 4!wR_@W^El  
7.5 运行模拟 110 ."Y e\>k  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 {`w;39$+  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 @/1w4'M  
7.8 添加一个新的轮廓 111 >+[&3u  
7.9 创建上方的线性波导 112 Ot`VR&}  
8 各向异性BPM 115 =lpQnj
"  
8.1 定义材料 116 ,`aq+K  
8.2 创建轮廓 117 ^urDoB:  
8.3 定义布局设置 118 CoA6  
8.4 创建线性波导 120 `[n("7,  
8.5 设置模拟参数 121 _l1NKk  
8.6 预览介电常数分量 122 :GJ &_YHf  
8.7 创建输入面 123 &@3H%DP}Ql  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 x]33LQ1]  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 6VhjJJ  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 k]I0o)+O.  
9.2 定义布局设置 130 [2Ud]l:6E  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 c?@T1h4  
9.4 编辑输入平面 132 fS`$'BQ  
9.5 设置模拟参数 134 q?ix$nKOv  
9.6 运行模拟 135 S1?-I_t+]  
10 电光调制器 138 ',S'.U  
10.1 定义电解质材料 139 rX1QMR7?  
10.2 定义电极材料 140 YSe.t_K2C  
10.3 定义轮廓 141 y(xJTj  
10.4 绘制波导 144 G}G#i`6o  
10.5 绘制电极 147 mN19WQ(r  
10.6 静电模拟 149 DX|# gUAm  
10.7 电光模拟 151
tmtT(  
11 折射率(RI)扫描 155 (zFi$  
11.1 定义材料和通道 155 _:VB}>  
11.2 定义布局设置 157 -bU oCF0  
11.3 绘制线性波导 160 1&U>,;]*
 
11.4 插入输入面 160 IOV(seEY  
11.5 创建脚本 161 Dmu/RD5X:  
11.6 运行模拟 163 AoI/n4T^  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 mOlI#5H  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 }_68j8`  
12.1 定义材料 165 =i7`ek  
12.2 创建参考轮廓 166 Dv/WE>?Aw  
12.3 定义布局设置 166 _"w2Uq  
12.4 用户自定义轮廓 167 =7o"
u3hG  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 [2{1b`
e  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 +o51x'Ld*  
13.1 定义材料 173 ,kn">k9  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 |x-S&-  
13.3 定义晶圆 174 qhz]Wm P   
13.4 创建器件 175 G"XVn~]  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177  ({=gw9f  
13.6 定义电极区域 178 bAm(8nT7w  
G@Z?&"   
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 x3"#POp  
13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 [`):s= FC  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 X<%Q"2hW  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 8zR~d%pK  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 5EebPXBzB  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 ~Wa6J4B{K  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 WpRc)g:  
14.11 创建图以查看结果 204 UZpIcj cL  
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