[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 B,r5kQI4  

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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。 qK{|Q  
G~JCgi  
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。 /]pX8 d  
j~Xj  
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。 'uws  
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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。 7ytm.lU  
Xs{/}wc.q;  
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。 bta0?O #  
k,a,h^{}j  
《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 YN_X0+b3C  
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目 录 l0eANB%Y=@  
1 入门指南 4 jB*9 !xrd,  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 bMSD/L  
1.2 OptiBPM简介 5 9vB9k@9  
1.3 光波导介绍 8 cZPbD;e:  
1.4 快速入门 8 l :f9Ih  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 
hVQ7'@  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 =~,$V<+c  
2.2 定义布局设置 29 (3)C_Z  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 THrc H  
2.4 插入input plane 35 xmCm3ekmpC  
2.5 运行模拟 39 |U8>:DEl  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 c2tEz&=G  
3 创建一个单弯曲器件 44 HY*l4QK  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ~,(
0h:8  
3.2 定义布局设置 45 \W3+VG2cA  
3.3 创建一个弧形波导 46 oA(. vr  
3.4 插入入射面 49 i n[n Aa  
3.5 选择输出数据文件 53 fs]#/*RR  
3.6 运行模拟 54 =YS!soO  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 >VpP/Qf  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 X7'h@>R  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 QT7w::ht  
4.2 定义布局设置 61 z'5;f;  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 zv$=*  
4.4 插入输入面 62 pkrl@jv >  
4.5 运行模拟 63 Y2RxD\!Z  
4.6 预览最大值 65 6Y0/i,d*  
4.7 绘制波导 69 @\
x,;!N@  
4.8 指定输出波导的路径 69 T{5M1r  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 |U;w!0  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 #o(?g-3  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~$ cm9>  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 A"P\4  
5.1 定义波导材料 75
z{ Zimr  
5.2 定义布局设置 76 lW{I`r\]  
5.3 创建波导 76 mSVX4XW<  
5.4 修改输入平面 77 &F@tmM~  
5.5 指定波导的路径 78 ;/6:lL  
5.6 运行模拟 79 \t&n jMWpZ  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 :Su5  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 `Gy>tD.#V-  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ~m,mvRS  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 +iZ@.LI  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 qiwQUm{  
6.2 定义布局结构 89 YyX^lL_  
6.3 绘制并定位波导 91  RU3_Fso  
6.4 生成布局脚本 95 \kua9b
K  
6.5 插入和编辑输入面 97 rm7*l<v6  
6.6 运行模拟 98 VfJX<e=k  
6.7 修改布局脚本 100 ;DT
"S{"7  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ThT.iD[  
7 应用预定义扩散过程 104 Q!BkS=H30K  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 +#i,87  
7.2 定义布局设置 106 P~b%;*m}8  
7.3 设计波导 107 X:zyzEhS  
7.4 设置模拟参数 108 y$;zTH_6j  
7.5 运行模拟 110 YV2pERl  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 qB`0^V  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 h:US]ZC^Z  
7.8 添加一个新的轮廓 111 qZyt>SAx  
7.9 创建上方的线性波导 112 A7I8Z6
&  
8 各向异性BPM 115 1*eWvYo1  
8.1 定义材料 116 Z;dwn~Tw  
8.2 创建轮廓 117 R[ +]d|L  
8.3 定义布局设置 118 52q!zx E  
8.4 创建线性波导 120 !Cv<>_N).  
8.5 设置模拟参数 121 mtHi9).,y|  
8.6 预览介电常数分量 122 Ri%Of:zZ  
8.7 创建输入面 123 CM@"l
V_  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 s>"WQ|;6  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 n=#[Mi $Y  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 st1M.}  
9.2 定义布局设置 130 ":ws~
Zep  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 :jN;l  
9.4 编辑输入平面 132 M\$<g  
9.5 设置模拟参数 134 B=nx8s  
9.6 运行模拟 135 ./5MsHfbxt  
10 电光调制器 138 (t"YoWA#m  
10.1 定义电解质材料 139 Xf'  
10.2 定义电极材料 140 ]>]H:NEq  
10.3 定义轮廓 141 U%SNROj  
10.4 绘制波导 144 ~jrU#<'G9  
10.5 绘制电极 147 Vv*5{_  
10.6 静电模拟 149 ES:p^/=*  
10.7 电光模拟 151  :L+zUlsf  
11 折射率(RI)扫描 155 hF{mm(qyv  
11.1 定义材料和通道 155 5D q{"@E  
11.2 定义布局设置 157 n$\6}\k  
11.3 绘制线性波导 160 v*T@<]f3j  
11.4 插入输入面 160 Snvj9Nr  
11.5 创建脚本 161 {3yws4  
11.6 运行模拟 163 :Q%yW
%St$  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 %@,:RA\pm  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 tI(t%~>^  
12.1 定义材料 165 }e;p8)]Wl  
12.2 创建参考轮廓 166 c+ H)1Dfq  
12.3 定义布局设置 166 F\$}8
,9  
12.4 用户自定义轮廓 167 @rDv (W  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 E<.{ v\  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ?)ZLxLV::  
13.1 定义材料 173 s9)8{z  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 tZ
6v@W  
13.3 定义晶圆 174 \?Oa}&k$F8  
13.4 创建器件 175 ZpP6Q  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 m$e@<~To  
13.6 定义电极区域 178 U
1@P/