[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 .WuSW[g  
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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。 q9a6s{,  
U)Tl<l<  
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。 FT-=^VA\  
(N)>?r@n`  
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。 b.kV>K"X3  
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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。 crSqbL  
@e$EwCV,  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 "QD>:G;u  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 l m(mY$B*_  
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目 录 I{.t-3hp  
1 入门指南 4 7 `c!  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 }jdmeD:  
1.2 OptiBPM简介 5 WORRF  
1.3 光波导介绍 8 iWW >]3
Q  
1.4 快速入门 8 `gJ$fTi&  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 5l%g3F  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 3v`@**  
2.2 定义布局设置 29 *!3qO^b?  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ]&P 4QT)f  
2.4 插入input plane 35 sr(nd35  
2.5 运行模拟 39 jtE'T}!d  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 .0;\cv4}  
3 创建一个单弯曲器件 44 \%V !& !'  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Py/~Q-8p  
3.2 定义布局设置 45 Ae1b`%To  
3.3 创建一个弧形波导 46 :1@jl2,  
3.4 插入入射面 49 nY\X!K65  
3.5 选择输出数据文件 53 OIjG`~Rx  
3.6 运行模拟 54 jJ,y+o  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 0I2?fz)  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 v!3Oq.ot  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 C^,J6;'  
4.2 定义布局设置 61 BJ fBYH,M  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Wc;N;K52   
4.4 插入输入面 62 =@X?$>'  
4.5 运行模拟 63 OqmW lN.?  
4.6 预览最大值 65 If8 ^  
4.7 绘制波导 69 ApplWa3  
4.8 指定输出波导的路径 69 M8y|Lm}o  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 G9K& }_,  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 BuxU+  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Q7/Jyx|  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 R$+"'N6p  
5.1 定义波导材料 75 :/RvtmW  
5.2 定义布局设置 76 ^v:XON<  
5.3 创建波导 76 X?/32~\  
5.4 修改输入平面 77 b!nA.`T  
5.5 指定波导的路径 78 D}-HWJQA3  
5.6 运行模拟 79 [TxvZq*4  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 9[`\ZGWD  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 #$!^1y
O  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 w]
N;HlU  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 .f!:@fX>=  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 m"AyO"}I5  
6.2 定义布局结构 89 st#^pWL  
6.3 绘制并定位波导 91 ]5M
T-qU  
6.4 生成布局脚本 95 + EKp*Vje  
6.5 插入和编辑输入面 97 vVsaGW   
6.6 运行模拟 98 Lw?>1rTT/  
6.7 修改布局脚本 100 0G+qF96  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 sAZL,w  
7 应用预定义扩散过程 104 5Z#(C#  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 vB5mOXGNq  
7.2 定义布局设置 106 rm|,+{  
7.3 设计波导 107 2(Yt`3Go(  
7.4 设置模拟参数 108 n:H |=SF{  
7.5 运行模拟 110 -Q ];o~  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 RL/5o"  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 [DTe
  
7.8 添加一个新的轮廓 111 L[Wi[S6=)g  
7.9 创建上方的线性波导 112
y\dx \  
8 各向异性BPM 115 ]2|KG3t  
8.1 定义材料 116 ]J/;Xp  
8.2 创建轮廓 117 4e?cW&  
8.3 定义布局设置 118 XZ3M~cDq  
8.4 创建线性波导 120 )]m4FC:  
8.5 设置模拟参数 121 #ZHKq7  
8.6 预览介电常数分量 122 m}6>F0Kv  
8.7 创建输入面 123 )[y
KO  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 6QPT  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 @]EdUzzKq  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 -:b<~S[  
9.2 定义布局设置 130 N;=J)b|9  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 x'%vL",%  
9.4 编辑输入平面 132 : >$v@d  
9.5 设置模拟参数 134 /~?[70B}E  
9.6 运行模拟 135 |;U3pq)  
10 电光调制器 138 +hH7|:JQ  
10.1 定义电解质材料 139 V{}TG]  
10.2 定义电极材料 140 RGY#0.Z}  
10.3 定义轮廓 141 90wnwz  
10.4 绘制波导 144 XqcNFSo)  
10.5 绘制电极 147 NG4@L1f%  
10.6 静电模拟 149 u}?{1B!  
10.7 电光模拟 151 90H/Txq  
11 折射率(RI)扫描 155 azTiY@/  
11.1 定义材料和通道 155 Cth<xn(Q  
11.2 定义布局设置 157 zThut!O  
11.3 绘制线性波导 160 .Lm`v0'w  
11.4 插入输入面 160 Y)M-?|4  
11.5 创建脚本 161 Xxm7s S  
11.6 运行模拟 163 !__^M3S,k  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Prv=f@  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 }MM:qR  
12.1 定义材料 165 4k6:   
12.2 创建参考轮廓 166 UK[+I]I p  
12.3 定义布局设置 166 +]Z*_?j9{  
12.4 用户自定义轮廓 167 8yuTT^  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 gM6o~ E  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 p\]rxtm  
13.1 定义材料 173 =]<X6!0mR  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 .O{_^~w_q  
13.3 定义晶圆 174  Y@b|/+  
13.4 创建器件 175 XKT[8o<L  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 QCfR2Nn}  
13.6 定义电极区域 178 2nSz0 .