[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 ~Ay  
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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。 /^nP_ID  
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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。 #1gTpb+t  
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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。 m~b#:4D3  
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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。 z1z=P%WK  
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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。 Q&\ZC?y4  
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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 Ly@U\%.  
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目 录 QSlf=VK*y  
1 入门指南 4 g;| n8]  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 T#ecLD#  
1.2 OptiBPM简介 5 vq@#Be?@  
1.3 光波导介绍 8 BN bb&]  
1.4 快速入门 8 1K
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2 创建一个简单的MMI耦合器 28 P2<gHJ9t  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 LWp?U!N  
2.2 定义布局设置 29 ^v()iF !  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 aC $h_  
2.4 插入input plane 35 bYRQI=gW':  
2.5 运行模拟 39 4c493QOd  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 67EDkknt  
3 创建一个单弯曲器件 44 *R1d4|/G  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 JC1BUheeb  
3.2 定义布局设置 45 4kN:=g  
3.3 创建一个弧形波导 46 J\,@Bm|1n{  
3.4 插入入射面 49 t/4/G']W  
3.5 选择输出数据文件 53 GL
oL4el  
3.6 运行模拟 54 |2+c DR  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ^+YGSg7  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 >xk:pL*o`  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 `qQQQ.K7)z  
4.2 定义布局设置 61 #dXZA>b9  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 `pn-fk  
4.4 插入输入面 62 '8iv?D5M  
4.5 运行模拟 63 LQuYCfj|  
4.6 预览最大值 65 l-JKcsM  
4.7 绘制波导 69 V3.vE,  
4.8 指定输出波导的路径 69 G
!fE'B  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 oD|+X/FK  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 m''iE  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 *8(t y%5F0  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 $ET/0v"V  
5.1 定义波导材料 75 rSzXa4m(  
5.2 定义布局设置 76 /3bca!O  
5.3 创建波导 76 G=0}IPfp  
5.4 修改输入平面 77 8wNU2yH+D  
5.5 指定波导的路径 78 2R~=@  
5.6 运行模拟 79 !3gpiQH{  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ui:>eYv  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 R _~m\P  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 +RKE|*y  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 y0Q/B|&[  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Yqj.z|}Nb  
6.2 定义布局结构 89 }@t'rK[  
6.3 绘制并定位波导 91 F'T= Alf  
6.4 生成布局脚本 95 %d~9at6-B  
6.5 插入和编辑输入面 97 ~`Gcq"7,!  
6.6 运行模拟 98 5>^ W}0s  
6.7 修改布局脚本 100 mqfEs0~I  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 "!4>gg3r  
7 应用预定义扩散过程 104 T3PaG\5B  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 e&VR>VJEA  
7.2 定义布局设置 106 f1,$<Y|qU  
7.3 设计波导 107 znDtM1sLeV  
7.4 设置模拟参数 108 Tef3 Z6  
7.5 运行模拟 110 jL[Is2<@  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 4N^Qd3[d  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 lyc{Z%!3  
7.8 添加一个新的轮廓 111 r z>zdj5}  
7.9 创建上方的线性波导 112 |<o>$;mZ  
8 各向异性BPM 115 Yi! >8  
8.1 定义材料 116 `cTsS  
8.2 创建轮廓 117 @XSu?+s)  
8.3 定义布局设置 118 c
$UpR"+  
8.4 创建线性波导 120 `E1_S  
8.5 设置模拟参数 121 $9u  
8.6 预览介电常数分量 122 PX>\j&  
8.7 创建输入面 123 0jx~_zq-j  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 OrqJo!FEg{  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 8f`b=r(a>  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 %l$&_xV
-  
9.2 定义布局设置 130 1*Fvx-U'  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 8=_| qy}l/  
9.4 编辑输入平面 132 kl<B*:RqH  
9.5 设置模拟参数 134 b"3T(#2<*  
9.6 运行模拟 135 JnKbd~  
10 电光调制器 138 }R] }@i~i  
10.1 定义电解质材料 139 i{x0#6_Y  
10.2 定义电极材料 140 9t
W.}5V  
10.3 定义轮廓 141  B*~Bm.  
10.4 绘制波导 144 _WkcJe`  
10.5 绘制电极 147 ^T J  
10.6 静电模拟 149 V5^b6$R@  
10.7 电光模拟 151 &_x/Dzu!z  
11 折射率(RI)扫描 155 y5tAp  
11.1 定义材料和通道 155 vrEaNT$J-  
11.2 定义布局设置 157 C36.UZoc  
11.3 绘制线性波导 160 K*i1! "w  
11.4 插入输入面 160 rH_:7#.E  
11.5 创建脚本 161 wjGjVTtHs  
11.6 运行模拟 163 <$Kv^Y*  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 h[)aRo  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 8@*|T?r  
12.1 定义材料 165 m.g@S30  
12.2 创建参考轮廓 166 w0`L)f5v  
12.3 定义布局设置 166 NqfDY  
12.4 用户自定义轮廓 167 9%k.GE  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ^XB8A=xi  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 T7_ SO,X  
13.1 定义材料 173 SG o:FG  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 @tp7tB ;  
13.3 定义晶圆 174 'ah0IYe  
13.4 创建器件 175 .7^-*HT}  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 N5_.m(:  
13.6 定义电极区域 178 l,2z5p