[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 Dd:TFZo  
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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。 ?L%BD7  
{D6p?TL+  
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。 :\!D 6\o6  
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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。 & bKl(,  
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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。 @3^D[  
QLs9W&PG  
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。 65%WjO  
9\QeH'A  
《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 Po)!vL"   
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目 录 0[# zn  
1 入门指南 4 4
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1.1 OptiBPM安装及说明 4 D]?eRO9'  
1.2 OptiBPM简介 5 ?Iin/<y  
1.3 光波导介绍 8 xJ$/#UdP  
1.4 快速入门 8 Z!/!4(Fh  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 z[cs/x  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 q&DM*!Jq  
2.2 定义布局设置 29 vvTQ!Aa  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 B~CdY}UTsj  
2.4 插入input plane 35 Lhts4D/V7  
2.5 运行模拟 39 @QN(ouqQ  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 /wR,P  
3 创建一个单弯曲器件 44 yd}1Mx  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 FI(iqSJ6  
3.2 定义布局设置 45 j`D%Wx_  
3.3 创建一个弧形波导 46 mTj?W$+r  
3.4 插入入射面 49 Q)IL
]S  
3.5 选择输出数据文件 53 '^{:HR#i  
3.6 运行模拟 54 rA\6y6dFs  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ee}HQ.}Ja  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 qk{+Y  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 O x),jc[/  
4.2 定义布局设置 61 +W%3VV$  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 9n#lDL O  
4.4 插入输入面 62 U.GRN)fL4  
4.5 运行模拟 63
G<$N*3  
4.6 预览最大值 65 6CV9ewr  
4.7 绘制波导 69 Y'{F^VxA/  
4.8 指定输出波导的路径 69 NQmd
EsK  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 D}MCVNd^  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 W
>o>Y$H  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ${F4x"x  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 3J_BuMV  
5.1 定义波导材料 75 xU!eT'Y  
5.2 定义布局设置 76 [0?W>A*h  
5.3 创建波导 76 s=H|^v  
5.4 修改输入平面 77 r$cq2pkX  
5.5 指定波导的路径 78 +V
`*  
5.6 运行模拟 79 QFNw2:)  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81  Tb[1\  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 >Y6iLQ$X  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 L)z`  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 g}OZ!mKd  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 p.|M:C\xL  
6.2 定义布局结构 89 VR XK/dZ  
6.3 绘制并定位波导 91 1PUeU+  
6.4 生成布局脚本 95 2X,`t%o  
6.5 插入和编辑输入面 97 :pCv!g2  
6.6 运行模拟 98 .Cz9?]jyI  
6.7 修改布局脚本 100 XCd[<\l
 
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ]ft}fU5C1  
7 应用预定义扩散过程 104 VsQ~Y,7  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 NZL$#bRB  
7.2 定义布局设置 106 rQsYt/  
7.3 设计波导 107 63fgl+  
7.4 设置模拟参数 108 .Y5o&at6s  
7.5 运行模拟 110 fZgEJsr  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 5Ly
Wg2
 
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 !Z!X]
F-fY  
7.8 添加一个新的轮廓 111 AF\gB2^  
7.9 创建上方的线性波导 112 xO{$6M3-~  
8 各向异性BPM 115 928uGo5  
8.1 定义材料 116 V0G"Z6  
8.2 创建轮廓 117 XM57 UG  
8.3 定义布局设置 118 ?`/DFI'_G  
8.4 创建线性波导 120 6qd?&.=r  
8.5 设置模拟参数 121 F#)@ c  
8.6 预览介电常数分量 122 IKVFbTX:y  
8.7 创建输入面 123 f;=<$Y>i  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 y#{v\h Cz  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 dqgH"g  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 c->.eL%   
9.2 定义布局设置 130 eL_Il.:  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 }0}=-g&  
9.4 编辑输入平面 132 Dnp><%  
9.5 设置模拟参数 134 )m$M
C25  
9.6 运行模拟 135 -oT3`d3  
10 电光调制器 138 o/hj~;(]  
10.1 定义电解质材料 139 LUzn7FZk  
10.2 定义电极材料 140 %j/}e>$"Nk  
10.3 定义轮廓 141 WXQ+`OH7  
10.4 绘制波导 144 6E{(_i  
10.5 绘制电极 147 P?h
B`5X  
10.6 静电模拟 149 )lH`a  
10.7 电光模拟 151 Vr:`?V9Q2(  
11 折射率(RI)扫描 155 b

;>?m  
11.1 定义材料和通道 155 9/h[
(qvT  
11.2 定义布局设置 157 !;Vqs/E  
11.3 绘制线性波导 160 oTg 'N  
11.4 插入输入面 160 z#B(1uI  
11.5 创建脚本 161 %J8uVD.2  
11.6 运行模拟 163 tu's]3RE  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 8osP$"/o  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 v Q51-.g  
12.1 定义材料 165 o]DYS,v  
12.2 创建参考轮廓 166 5><T#0W?  
12.3 定义布局设置 166 o8X? 1  
12.4 用户自定义轮廓 167 NwN3T]W  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 FEdFGT  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 @=6oB3tQA  
13.1 定义材料 173 i`w)dS  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 #$;}-*  
13.3 定义晶圆 174 jAdZS\?w  
13.4 创建器件 175 EE-wi@  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 V8rS~'{\  
13.6 定义电极区域 178 6
^)eW
+  
q[(1zG%NbA  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] <k 'zz:[c!  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 z@?W
hD  
13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 {f\{{JJ]  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Nw '$r  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 +ryB
*nT  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 0),fY(D2T  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 48Jt1^  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 n&2OfBJ  
14.11 创建图以查看结果 204 C]&/k_k  

t +|t/1s2  
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