[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 1m)/_y~1 k  
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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。 V"ZbKV+[  
`IoX'|C[h  
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。 !%X`c94  
|Q;o538  
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。 ]>L]?Rm  
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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。 ]`XuE-Uh  
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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/lgpEi  
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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 K
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目 录 >i%w'uU  
1 入门指南 4 kU/=Du  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 QO.gt*"  
1.2 OptiBPM简介 5 ODEXQl}R  
1.3 光波导介绍 8 <yPHdbF  
1.4 快速入门 8 }6
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2 创建一个简单的MMI耦合器 28 m4wTg 8LJ  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 '[
8b0\  
2.2 定义布局设置 29 )''wu\7A)'  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 '>Y 2lqa  
2.4 插入input plane 35 B,833Azi  
2.5 运行模拟 39 HJR<d&l;p  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 cvA\C_  
3 创建一个单弯曲器件 44 ..!-)q'?  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 )<F\IM  
3.2 定义布局设置 45 7yTe]O  
3.3 创建一个弧形波导 46 Ib8i#DV  
3.4 插入入射面 49 5ba[6\Af  
3.5 选择输出数据文件 53 <WJ0St  
3.6 运行模拟 54 rcmAVl:$>  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 nln6:^w  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ';,Bn9rv  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 +~Ay h[V  
4.2 定义布局设置 61 _vV&4>  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Rl4zTAI  
4.4 插入输入面 62 !<zzP LC  
4.5 运行模拟 63 [?@wCY4=  
4.6 预览最大值 65 )K>@$6H+2  
4.7 绘制波导 69 &AcFa<U  
4.8 指定输出波导的路径 69 |u r~s$8y-  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 U/!&KsnT  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 V )k, 9=  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 V?59.TJ  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 kO_XyC4(  
5.1 定义波导材料 75 aijGz<  
5.2 定义布局设置 76 ;sR6dT)  
5.3 创建波导 76 SM+fG:4d  
5.4 修改输入平面 77 E 'JC  
5.5 指定波导的路径 78 `F\:XuY  
5.6 运行模拟 79 |p -R9A*>h  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81  7EP|X.  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 zWs*kTtA  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Rgfhs[Z  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 L1kM~M  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 QlYs7zZ  
6.2 定义布局结构 89 p_qm}zp  
6.3 绘制并定位波导 91 pJIE@Q|hi  
6.4 生成布局脚本 95 `m3QT3B  
6.5 插入和编辑输入面 97 ),Ho(%T\  
6.6 运行模拟 98 Tj21YK.mk  
6.7 修改布局脚本 100 3
U"')  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ZoON5P>  
7 应用预定义扩散过程 104 RC{Z)M{~  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 @" 0tW:  
7.2 定义布局设置 106 'gZbNg=&[  
7.3 设计波导 107 mH*@d"  
7.4 设置模拟参数 108 XyM(@6,'  
7.5 运行模拟 110 ,0uo&/Y4L  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 L>Oy7w)Y  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 "Z2Tc)  
7.8 添加一个新的轮廓 111 |@Zq
wC=  
7.9 创建上方的线性波导 112 Bf:tal6 -M  
8 各向异性BPM 115 *rn]/w8ZW  
8.1 定义材料 116 Wda\a.bXT  
8.2 创建轮廓 117 ,+/9K)X  
8.3 定义布局设置 118 $FQcDo|[  
8.4 创建线性波导 120 +*_fN ]M  
8.5 设置模拟参数 121 Z-t}6c'Kg  
8.6 预览介电常数分量 122 5+bFy.UW  
8.7 创建输入面 123 ?S@R~y0K  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 S -
6"f/  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 <F)w=_%&  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 )y`TymM[F  
9.2 定义布局设置 130 6<s(e_5f  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 +t>*l>[  
9.4 编辑输入平面 132 <,@H;|mZ  
9.5 设置模拟参数 134 'EL ||  
9.6 运行模拟 135 "VDk1YX_&l  
10 电光调制器 138 1]>$5 1Q  
10.1 定义电解质材料 139 [T4 pgt'H  
10.2 定义电极材料 140 Ep<!zO|  
10.3 定义轮廓 141 <+\k&W&Y|y  
10.4 绘制波导 144 cK|rrwa0  
10.5 绘制电极 147 ]PlY}VOY  
10.6 静电模拟 149 &$m=^  
10.7 电光模拟 151 i0'Xy>l  
11 折射率(RI)扫描 155 gp$EXJ=  
11.1 定义材料和通道 155 ApG'jN  
11.2 定义布局设置 157 $v:gBlj%"  
11.3 绘制线性波导 160 ?-8y4 Ex  
11.4 插入输入面 160 rkfQr9Vc  
11.5 创建脚本 161 emv;m/&8  
11.6 运行模拟 163 C|4
U78f{  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 }%!FMXe  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 h-r6PY=i  
12.1 定义材料 165  Iys6R?~  
12.2 创建参考轮廓 166 &;ZC<?wS  
12.3 定义布局设置 166 6%ZHP?  
12.4 用户自定义轮廓 167 1 [fo'M  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 #)_J)/h  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 h4XcKv+  
13.1 定义材料 173 d&aBs++T  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 $R%+*  
13.3 定义晶圆 174 #Rin*HL##  
13.4 创建器件 175 k40Ep(M}  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 v#<\:|XAg  
13.6 定义电极区域 178 MV0<^/p|