[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 /eQAGFG  
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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。 p[C"K0>:_F  
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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。 +a!3*G@N+  
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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。 gS'{JZu2  
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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。 P`lv_oV  
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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。 {KWVPeh  
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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 &YXJ{<s  
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目 录 77@N79lqO  
1 入门指南 4 m=01V5_  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 /Sj~lHh  
1.2 OptiBPM简介 5 "Au4&Fu  
1.3 光波导介绍 8 BTkx}KK  
1.4 快速入门 8 3^UdB9j;  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 n)kbQ]  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ~</FF'Xz  
2.2 定义布局设置 29 N]+6<  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 Mh7m2\fLbd  
2.4 插入input plane 35 m8fj\,X  
2.5 运行模拟 39 ]W5*R07
 
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 P4[kW}R  
3 创建一个单弯曲器件 44 ,0! 2x"Q=  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 `NW/Z/_  
3.2 定义布局设置 45 }Z"iW/?"  
3.3 创建一个弧形波导 46 FW|& iS$  
3.4 插入入射面 49 P1mg;!tq  
3.5 选择输出数据文件 53 %
Ln`c.C  
3.6 运行模拟 54 {U
=J>#@G  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 %l7[eZ{Y  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 DC8#b`j  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 0#]fEi  
4.2 定义布局设置 61 n-ffX*zA(  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Pzs
o^^g  
4.4 插入输入面 62 +Y7M7  
4.5 运行模拟 63 +5zXbfO  
4.6 预览最大值 65 Nj>6TD81u  
4.7 绘制波导 69 :lB*kmg  
4.8 指定输出波导的路径 69 P-\f-FS  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 &42]#B"*  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 lMY\8eobcB  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 !UT'4Fs  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 8o5[tl ?w  
5.1 定义波导材料 75 FHOw ]"#  
5.2 定义布局设置 76 t$!zgUJ  
5.3 创建波导 76 ]pR?/3  
5.4 修改输入平面 77 ,{0Y:/T'  
5.5 指定波导的路径 78 Z Ts*Y,  
5.6 运行模拟 79 c<$<n  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 DhM=
q  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 40kAGs>_  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 z0 9Gp}^;  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 v+nXKNL  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 k+h}HCzE  
6.2 定义布局结构 89 :'p)xw4K|  
6.3 绘制并定位波导 91 M/<ypJ  
6.4 生成布局脚本 95 JH.XZM&  
6.5 插入和编辑输入面 97 uuY^Q;^I*  
6.6 运行模拟 98 kd'b_D[$H  
6.7 修改布局脚本 100 9\_s&p=:.  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 J8:s=#5  
7 应用预定义扩散过程 104 s>>&3jfM  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Ypyi(_G(?>  
7.2 定义布局设置 106 GY$Rkg6d  
7.3 设计波导 107 V"#0\|]m  
7.4 设置模拟参数 108 w0BphK[  
7.5 运行模拟 110 0>|q[SC  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 c-$r
B_t+  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 =0cTct6\  
7.8 添加一个新的轮廓 111 *?m)VvR>|  
7.9 创建上方的线性波导 112 #kW=|8X  
8 各向异性BPM 115 JG!B3^qB  
8.1 定义材料 116 .Pm5nS  
8.2 创建轮廓 117 R{@saa5I(>  
8.3 定义布局设置 118 7:UeE~uB:  
8.4 创建线性波导 120 s 4`-mIa  
8.5 设置模拟参数 121 IO\1nB$0nb  
8.6 预览介电常数分量 122 }WsPuo  
8.7 创建输入面 123 "^4*,41U  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ` i[26Qb  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 8&@=Anc&q  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ?IGp?R^j"  
9.2 定义布局设置 130 ud/!@WG  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 |ty&}'6C  
9.4 编辑输入平面 132 TQn!MUj/^  
9.5 设置模拟参数 134 HkD.W6A3  
9.6 运行模拟 135 e4YfJd  
10 电光调制器 138 mV^w|x  
10.1 定义电解质材料 139 d'_q9uf'  
10.2 定义电极材料 140 Km5_P##  
10.3 定义轮廓 141 Exwd,2>  
10.4 绘制波导 144 /4r2B.91O  
10.5 绘制电极 147 #ZZe*B!s_  
10.6 静电模拟 149 )la3GT*1mS  
10.7 电光模拟 151 \'y]mB~k  
11 折射率(RI)扫描 155 !RKuEg4hQ  
11.1 定义材料和通道 155 }U7IMONU  
11.2 定义布局设置 157 N]W*ei  
11.3 绘制线性波导 160 F8w7N$/V",  
11.4 插入输入面 160 ^2'Y=g>  
11.5 创建脚本 161 =CQfs6np:N  
11.6 运行模拟 163 2c Xae  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 gvc@q`_]  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 P`Zon  
12.1 定义材料 165 8#QT[H 4F  
12.2 创建参考轮廓 166 J`5VE$2M  
12.3 定义布局设置 166 :j]6vp6  
12.4 用户自定义轮廓 167 +C`!4v\n  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ~ikp'5  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 nYtkTP!J6  
13.1 定义材料 173 phDIUhL$z  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 b()8l'x_|K  
13.3 定义晶圆 174 J^"_H:1[  
13.4 创建器件 175 |)7K(R)(=  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 EP38Ho=[  
13.6 定义电极区域 178 KF7w{A){  
j)@W1I]2#  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 _h1bVd-  
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 R6<'J?k  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 8ve-g\C8 H  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 ?h`,@~6u  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 'wPX.h?  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 s$(%]~P  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 F.TIdkvp  
14.11 创建图以查看结果 204 3Y P! B=  
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