[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 hp:8e@  
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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。 Td6Gu"  
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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。 Y$L>tFA  
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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。 !uno!wUIYd  
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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。 J&<uP)<  
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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。 P0/B!8x  
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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 vW\|% @hW,  
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目 录 !edgziuO  
1 入门指南 4 &R'%OFi  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 [;]@PKW?w  
1.2 OptiBPM简介 5 ;~Em,M"o  
1.3 光波导介绍 8 |B0.*te6  
1.4 快速入门 8 cuw3}4m%  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 qtv>`:neB  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 c=-2c&=&  
2.2 定义布局设置 29 H=7zd|W  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 1f.xZgO/2  
2.4 插入input plane 35 $_.m<  
2.5 运行模拟 39 .QhH!#Y2D  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 l5jW`cl1  
3 创建一个单弯曲器件 44
R+s_uwS  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 X> *o\   
3.2 定义布局设置 45 Gn ]%'lrg'  
3.3 创建一个弧形波导 46 tv
_Cn w  
3.4 插入入射面 49 >VAZ^kgi  
3.5 选择输出数据文件 53 9t$%Tc#Z  
3.6 运行模拟 54 .%@=,+nqz  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 LqHeLN  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 LX %8a^?;  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 jaoGm$o>"F  
4.2 定义布局设置 61 o6} +5  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 t?-7Z6  
4.4 插入输入面 62 6$'6x2,  
4.5 运行模拟 63 `P`nqn  
4.6 预览最大值 65 g>[|/z P  
4.7 绘制波导 69 '9,14e6  
4.8 指定输出波导的路径 69 {d;eZt `  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 kUJ\AK  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 [xXml On!  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 VesO/xG<  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 *5i~N}  
5.1 定义波导材料 75 tk^1Ga3  
5.2 定义布局设置 76 ))n7.pB9/  
5.3 创建波导 76 D&WXa|EOK  
5.4 修改输入平面 77 cVZCBcKC?  
5.5 指定波导的路径 78 u+]v.Mt  
5.6 运行模拟 79 `9QrkkG+  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 l|-TGjsX  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 5JbPB!5;  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 /~_Cb=7  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 z]k=sk  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ]|q\^k)JU  
6.2 定义布局结构 89 lQ%]](a6  
6.3 绘制并定位波导 91 yG0Wr=/<?  
6.4 生成布局脚本 95 Av*R(d=`  
6.5 插入和编辑输入面 97 uP/WRQ{rW>  
6.6 运行模拟 98 @1#$  
6.7 修改布局脚本 100 /$hfd?L  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 %J`;  
7 应用预定义扩散过程 104 ~6'6v8  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 F}Bc +i#]  
7.2 定义布局设置 106 qYFol#=%  
7.3 设计波导 107 {rWu`QT  
7.4 设置模拟参数 108 _%s_w)  
7.5 运行模拟 110 fB5Bh;K  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 DPnKr/  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 s,^?|Eo;0  
7.8 添加一个新的轮廓 111 `hM:U  
7.9 创建上方的线性波导 112 XN"V{;OP1  
8 各向异性BPM 115 SVp]}!jI  
8.1 定义材料 116 )o[ O%b  
8.2 创建轮廓 117 KQ/v](
77  
8.3 定义布局设置 118 E{r_CR+8  
8.4 创建线性波导 120 q[]!V0Ek10  
8.5 设置模拟参数 121 ~(B\X?v  
8.6 预览介电常数分量 122 &Ko}Pv  
8.7 创建输入面 123 |xH"Xvp:  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 1vu4}%nD  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 t8s1d  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 rsfA.o  
9.2 定义布局设置 130 5;V#Z@S  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 IxCEE5+`%  
9.4 编辑输入平面 132 v,RLN`CID  
9.5 设置模拟参数 134 o})4Jt1vj  
9.6 运行模拟 135  zUqiz  
10 电光调制器 138 !23W=N}82  
10.1 定义电解质材料 139 TE*$NxQ 2  
10.2 定义电极材料 140 Ta!.oC[  
10.3 定义轮廓 141 p;j$i6YJ  
10.4 绘制波导 144 j:|60hDz^  
10.5 绘制电极 147 "yc/8{U  
10.6 静电模拟 149 W.\HfJ74  
10.7 电光模拟 151 R*TCoEKO  
11 折射率(RI)扫描 155 Ii*v(`2b  
11.1 定义材料和通道 155 6!bA~"N  
11.2 定义布局设置 157 -p ) l63  
11.3 绘制线性波导 160 |.:O$/ Tt[  
11.4 插入输入面 160 |1 is!leP  
11.5 创建脚本 161 @V] Wm1g  
11.6 运行模拟 163 K4n1#]8i  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Vw9^otJu  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 $7)O&T*q'  
12.1 定义材料 165 Ats"iV  
12.2 创建参考轮廓 166 [ZURs3q  
12.3 定义布局设置 166 dWD,iO_"@  
12.4 用户自定义轮廓 167 $2>tfKhtA  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ACl:~7;  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 2k"a%#H8  
13.1 定义材料 173 WGG|d)'@  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 uh#PZ xnP  
13.3 定义晶圆 174 FEaf&'G]  
13.4 创建器件 175 l$
,l3  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 'xStA  
13.6 定义电极区域 178 u{H,i(mx?  
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13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 9aZ3W<N`M  
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 j\dkv_L  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 rxa"ji!)  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 /GM-#q a  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 6{lWUr  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 c#"\&~. P  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 r-N2*uYtu  
14.11 创建图以查看结果 204 pJa FPO..|  
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