[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 )g+~"&Gcx  
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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。 X`#vH8  
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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。 #8rLB(  
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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。 _KLKa/3  
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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。 p~BEz?e  
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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。 N-y[2]J90  
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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 9J$N5  
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目 录 ;y/&p d+  
1 入门指南 4 xo a1='  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 J<yt/V]  
1.2 OptiBPM简介 5 kq8.SvIb  
1.3 光波导介绍 8 ^|hlY]Ev  
1.4 快速入门 8 58V`I5_  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 4hz T4!15  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 "A6m-xE~  
2.2 定义布局设置 29 +Hgil  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 of659~EIW  
2.4 插入input plane 35 TD!--l*gL  
2.5 运行模拟 39 <Z5-?wgf9  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 l|9'M'a  
3 创建一个单弯曲器件 44 <A^sg?s<'  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 %|AebxB'o  
3.2 定义布局设置 45 @IhC:Yc  
3.3 创建一个弧形波导 46 #oW"3L{,  
3.4 插入入射面 49 -Aaim`06bv  
3.5 选择输出数据文件 53 <hvs{}TS  
3.6 运行模拟 54 VddHK  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 JlR$"GU  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 hK+6S3-Ez  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 q=(% ]BK  
4.2 定义布局设置 61 oq${}n<  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 @<(4J   
4.4 插入输入面 62 i'V("  
4.5 运行模拟 63 x<5ARK6\=  
4.6 预览最大值 65 }@x!r=O)I  
4.7 绘制波导 69 s|IY t^  
4.8 指定输出波导的路径 69 *IX<&u#  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 h?[|1.lJx(  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 6S`0<Z;;/  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~jC+6v  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 =' uePM")  
5.1 定义波导材料 75 *:bexDH  
5.2 定义布局设置 76 bd]9kRq1K  
5.3 创建波导 76 0vX4v)-^u  
5.4 修改输入平面 77 >3ax `8  
5.5 指定波导的路径 78 Xii>?sA5Z"  
5.6 运行模拟 79 "i#aII+T  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 0civXZgj  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 \?SvO  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 <qg4Rz\c]  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 TZ *>MySiF  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 vd?Bk_d9k,  
6.2 定义布局结构 89 pHT]2e#  
6.3 绘制并定位波导 91 hw$!LTB2  
6.4 生成布局脚本 95 L!>nl4O>`  
6.5 插入和编辑输入面 97 m g,1
*B'  
6.6 运行模拟 98 i.k7qclL`  
6.7 修改布局脚本 100 b7XB l  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 &rGB58  
7 应用预定义扩散过程 104 F+"_]  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 85YUqVi9  
7.2 定义布局设置 106 >H^#!eaqw  
7.3 设计波导 107 (+c1.h  
7.4 设置模拟参数 108 [\AOr`7  
7.5 运行模拟 110 6<EGH*GQ$  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 h5SJVa  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 7:,f|>  
7.8 添加一个新的轮廓 111 D"J',YN$  
7.9 创建上方的线性波导 112 +$|fUn{  
8 各向异性BPM 115 AHRJ7l;
a  
8.1 定义材料 116 M@#T`aS  
8.2 创建轮廓 117 D"rbQXR7$  
8.3 定义布局设置 118 MB!9tju  
8.4 创建线性波导 120 ;-6-DEL  
8.5 设置模拟参数 121 N+'j on}U  
8.6 预览介电常数分量 122 LRVcf  
8.7 创建输入面 123 (J[Xryub  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 [% C,&h5  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 In?=$_p  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 B2e"  
9.2 定义布局设置 130 T5 (|{-  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 4qE95THB  
9.4 编辑输入平面 132 @(Y!$><Is  
9.5 设置模拟参数 134 @^xtxtjzux  
9.6 运行模拟 135 VGmvfhf#"  
10 电光调制器 138 <%HRs>4  
10.1 定义电解质材料 139 ,
;_+o]  
10.2 定义电极材料 140 0?<#!  
10.3 定义轮廓 141 7 !$[XD  
10.4 绘制波导 144 h:nybLw?  
10.5 绘制电极 147 t N{S;)q#X  
10.6 静电模拟 149 z Fo11;*D  
10.7 电光模拟 151 vd{QFJ  
11 折射率(RI)扫描 155 Ut;`6t  
11.1 定义材料和通道 155 cg.{oMwa  
11.2 定义布局设置 157 ]1|P|Jp  
11.3 绘制线性波导 160 nN\H'{Wzd  
11.4 插入输入面 160 uMJ\  
11.5 创建脚本 161 v1TFzcHl<  
11.6 运行模拟 163 j{@6y  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 TxX=(7V  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 D5TDg\E  
12.1 定义材料 165 %up?70  
12.2 创建参考轮廓 166 O$<>v\NC?  
12.3 定义布局设置 166 lH}KFFbp  
12.4 用户自定义轮廓 167 {'5"i?>s0>  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 wY8:j  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 `gX@b^  
13.1 定义材料 173 0f^{Rp6  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 iRzFA!wH  
13.3 定义晶圆 174 >?, Zn  
13.4 创建器件 175 T3X'73M  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 j*jUcD*  
13.6 定义电极区域 178 ?, S/>SP