[产品]波导光通信——《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 Sg\+al7  
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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。 k? ,/om1  
X8~?uroq  
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。 SF"r</c[  
'S9jMyZrZ  
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。 fEGnI
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#;;A~d:V  
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。 0^F!-b^z  
&F*eo`o}6  
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。 T]\'D&P~D  
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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 o}52Qio  
1>umf~%Wa  
L;6{0b58$  
目 录 X2YBZA  
1 入门指南 4 m;U_oxb  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 w,0OO f  
1.2 OptiBPM简介 5 {CX06BP  
1.3 光波导介绍 8 \J-D@b;  
1.4 快速入门 8 _Y)Wi[  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 bH%d*  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 g?@fHFct  
2.2 定义布局设置 29 74c5\UxA  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 [88PCA:  
2.4 插入input plane 35 *{O[}  
2.5 运行模拟 39 s+h}O}RV  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Bt(nm>Ng  
3 创建一个单弯曲器件 44 uu/2C \n}  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 AH:0h X6+  
3.2 定义布局设置 45 m<J:6^H@  
3.3 创建一个弧形波导 46 \]3[Xw-$  
3.4 插入入射面 49 E+$D$a  
3.5 选择输出数据文件 53 f`[E^zj  
3.6 运行模拟 54 F><ficT  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 _a
uFt"n  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 U[Lr+nKo\  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 %Vk77(  
4.2 定义布局设置 61 P]2V~I/X  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 5!Ovd O}g  
4.4 插入输入面 62 )`mBvS.}  
4.5 运行模拟 63 Tz&h[+6`  
4.6 预览最大值 65 '*<I<? z;  
4.7 绘制波导 69 }-T,cA
_H|  
4.8 指定输出波导的路径 69 l]~IZTC  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Ue!yK  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 3KtJT&RuL  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 -Q|]C{r  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 s? 2ikJq  
5.1 定义波导材料 75 bas1(/|S  
5.2 定义布局设置 76 9|m:2["|?  
5.3 创建波导 76 v^Rw9*w{  
5.4 修改输入平面 77 +fQJ#?N2n  
5.5 指定波导的路径 78 wEQZ9?\  
5.6 运行模拟 79 UtRwZ(09  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 eYevj[c;  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 %8xKBL]J  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 KxWm63"  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 1Vs>G  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 v4XEp   
6.2 定义布局结构 89 }hcY5E-n  
6.3 绘制并定位波导 91 oqzWL~  
6.4 生成布局脚本 95 ,Kt51vGi  
6.5 插入和编辑输入面 97 [$#G|>x  
6.6 运行模拟 98 p =-~qBw  
6.7 修改布局脚本 100 w:mm@8N  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 F^5\
w-gLY  
7 应用预定义扩散过程 104 hoLA*v2<  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 'X`W+=T$  
7.2 定义布局设置 106 lNTbd"}$:  
7.3 设计波导 107 g8@F/$HY  
7.4 设置模拟参数 108 i1*0'x  
7.5 运行模拟 110
T2Yc` +  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Z*=$n_ G  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 3rR1/\  
7.8 添加一个新的轮廓 111 ;s-@m<  
7.9 创建上方的线性波导 112 +=sw&DH  
8 各向异性BPM 115 \ _?d?:#RD  
8.1 定义材料 116 9Q'[>P=1  
8.2 创建轮廓 117 ,sT5TS q  
8.3 定义布局设置 118 Zay%QNsb  
8.4 创建线性波导 120 RE1M4UV.  
8.5 设置模拟参数 121 *,
~L_)vWO  
8.6 预览介电常数分量 122 c0;rvw7  
8.7 创建输入面 123 "2p\/VfA  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 L\V`ou  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 u'T-}95 V  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 l=x(   
9.2 定义布局设置 130 &(e5*Q  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 CyXaHO  
9.4 编辑输入平面 132 h\Q@zR*0a  
9.5 设置模拟参数 134 S)/548=`  
9.6 运行模拟 135 G&YcXyH  
10 电光调制器 138 vKfjP_0$  
10.1 定义电解质材料 139 |dDKO  
10.2 定义电极材料 140 2'-84  
10.3 定义轮廓 141 %jHe_8=o  
10.4 绘制波导 144 GRaU]Z]ck  
10.5 绘制电极 147 ?Iq{6O>D.  
10.6 静电模拟 149 ) TRUx  
10.7 电光模拟 151 h4+*ssnYV  
11 折射率(RI)扫描 155 5=%KK3  
11.1 定义材料和通道 155 Q7i(M >|O  
11.2 定义布局设置 157 TKgN31`  
11.3 绘制线性波导 160 )P
W|RW  
11.4 插入输入面 160 *LuRo  
11.5 创建脚本 161 96P&+  
11.6 运行模拟 163 >s1?rC  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 N;k)>  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 $PAAmaigi  
12.1 定义材料 165 '+3C2!  
12.2 创建参考轮廓 166 /Gn0|]KI  
12.3 定义布局设置 166 PB!XApTb  
12.4 用户自定义轮廓 167 M
|zTs\1I  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Hsd76z#8  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 o8v,178  
13.1 定义材料 173 ~>P(nI  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 j; R20xf0  
13.3 定义晶圆 174 Eggu-i(rD  
13.4 创建器件 175 f1;@a>X  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 "_&c[VptWi  
13.6 定义电极区域 178 @#$(Cs*{]  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] e8#83|h  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 M{)&SNI*C  
13.8 运行模拟 182 s|`wi}"x  
13.9 创建脚本 184 7upWM~H^  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 R/kJUl6HEl  
14.1 理论背景 186 e`q*'u1?  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 5G$ ,2i(  
14.3 生成脚本数据 190 E31YkD.A  
14.4 导出散射数据 193 #dD0vYT&od  
14.5 创建臂 194 $G5:/,Q  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 1[$zdv{A  
14.7 加载两个臂的文件 200 Px9 K  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 scYqU7$%T  
14.9 连接元件 202 cc:$$_'L  
14.10 运行模拟 203 &%;n9K  
14.11 创建图以查看结果 204 29VX-45  
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