[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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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。 OqX+R4S  
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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。 o3`0x9{  
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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。 }mS Q!"f:  
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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。 _+gpdQq\p  
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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。 "WqM<kLa  
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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 \rCdsN2H  
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目 录 .yb8<qs  
1 入门指南 4 -./Y  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 /sVmQqVY  
1.2 OptiBPM简介 5 0qBXL;sE  
1.3 光波导介绍 8 fVZ_*'v  
1.4 快速入门 8 r<*Y1;7H'  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ?hW(5]p|  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 aX~' gq>  
2.2 定义布局设置 29 TSsx^h8/  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 5d|+c<  
2.4 插入input plane 35 5hB2:$C  
2.5 运行模拟 39 
#|lVQ@=  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 qt%/0  
3 创建一个单弯曲器件 44 K=2j}IPe  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 l`];CALA4  
3.2 定义布局设置 45 3iiOxg?j  
3.3 创建一个弧形波导 46 ezd@>(hJ  
3.4 插入入射面 49 *JaFt@ x  
3.5 选择输出数据文件 53 YC}$O2  
3.6 运行模拟 54 s'@@q  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Pv@;)s(-  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 _"'-fl98*  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 (7v`5|'0  
4.2 定义布局设置 61 
C%'eF`  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 H{;8i7%  
4.4 插入输入面 62 q5w)i  
4.5 运行模拟 63 <7X+-%yb;  
4.6 预览最大值 65 wSs78c=  
4.7 绘制波导 69 2K'}Vm+  
4.8 指定输出波导的路径 69 T0}P 'q  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 =`%%
*  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ,@2d4eg4  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 5xG/>fn  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 }Z\+Qc<<  
5.1 定义波导材料 75 5TdI  
5.2 定义布局设置 76 o-t!z'\l
O  
5.3 创建波导 76 ?/s=E+  
5.4 修改输入平面 77 #/pZ#ny  
5.5 指定波导的路径 78 Ia)
^  
5.6 运行模拟 79 ;:gx;'dm5  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 GG_A'eX:I  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 j8p'B-yS  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ZZ6F0FLXJ  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 d>7bwG+k  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 AwL;-|X  
6.2 定义布局结构 89 __||cQ  
6.3 绘制并定位波导 91 4HDQj]z/  
6.4 生成布局脚本 95 YuDNm}r[  
6.5 插入和编辑输入面 97 uO-R:MC  
6.6 运行模拟 98 L:EJ+bNG  
6.7 修改布局脚本 100 gM3gc;  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 }~5xlg$B<<  
7 应用预定义扩散过程 104 1vxh3KS.  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 :ui1]its4  
7.2 定义布局设置 106 `24:Eg6r  
7.3 设计波导 107 #$%gs]  
7.4 设置模拟参数 108 P.1iuZ "w  
7.5 运行模拟 110 HM1y$ej  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 O^gq\X4}  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 }fs;yPl,  
7.8 添加一个新的轮廓 111 3/@'tLtN  
7.9 创建上方的线性波导 112 W.,J'  
8 各向异性BPM 115 M>k7 '@G  
8.1 定义材料 116 aa1XY&G"!  
8.2 创建轮廓 117 wGQ{  
8.3 定义布局设置 118 D2Go,1  
8.4 创建线性波导 120 "Hjw  
8.5 设置模拟参数 121 Xc5[d`]  
8.6 预览介电常数分量 122
_.06^5o  
8.7 创建输入面 123 V2]S{!p}k  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 @;,O V&XYn  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 /ADxHw`k  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 0KT{K(  
9.2 定义布局设置 130 S8vmXlD  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 e
mS+%6U  
9.4 编辑输入平面 132 90aPIs-  
9.5 设置模拟参数 134 r5iO%JFg  
9.6 运行模拟 135 cmN0ya  
10 电光调制器 138 "x$S%:p  
10.1 定义电解质材料 139 ?3z+|;t6C  
10.2 定义电极材料 140 D&9j$#9Rh  
10.3 定义轮廓 141 W\<#`0tUt  
10.4 绘制波导 144 t1Khf  
10.5 绘制电极 147 ]:E]5&VwV}  
10.6 静电模拟 149 16Gv? I h  
10.7 电光模拟 151 = xX^  
11 折射率(RI)扫描 155 Ft.BfgJ$  
11.1 定义材料和通道 155 Dfhs@ z  
11.2 定义布局设置 157 HIa$0g0J  
11.3 绘制线性波导 160 IfXLnD^||  
11.4 插入输入面 160 V!U[N.&$  
11.5 创建脚本 161 >;3c;nf  
11.6 运行模拟 163 )#ujF~w>  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 i
)(QNpv  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 VD#^Xy4% r  
12.1 定义材料 165 0~1P&Qs<  
12.2 创建参考轮廓 166 S8)awTA9  
12.3 定义布局设置 166 (&nl}_`7?,  
12.4 用户自定义轮廓 167  xBG1up<z  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 E0DEFB  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Y) t}%62  
13.1 定义材料 173 (P>vI'  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 8c|IGC  
13.3 定义晶圆 174 }b^lg&$(  
13.4 创建器件 175 'Lw\nO.  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 z0W+4meoH  
13.6 定义电极区域 178 YWZF*,4  
_INUJc  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 }I`|*6Up  
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 HYH!;  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ha),N<'  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 -)I_+N  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 _/=ZkI5  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 0Yjy  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 ,RHHNTB("  
14.11 创建图以查看结果 204 sq^"bLw  
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