[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 -meKaQv  
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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。 o/[NUQSI  
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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。 Y Jv{Z^;M  
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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。 lS,Hr3Lz  
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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。 r>G$u  
=X1$K_cN  
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。 &3^40s/+  
@&~BGh  
《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 *;}!WDr  
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目 录 -kJF@w6u  
1 入门指南 4 SZ0Zi\W  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 `"bm Hs7  
1.2 OptiBPM简介 5 bcZHFX  
1.3 光波导介绍 8 \ 0CGS  
1.4 快速入门 8 Lr+2L_/v`  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 L,l+1`Jz  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 '1mygplW  
2.2 定义布局设置 29 i|=XW6J%  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ZWr\v!4  
2.4 插入input plane 35 :l7\7IT  
2.5 运行模拟 39 8"4`W~ 3  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ``NjNd  
3 创建一个单弯曲器件 44 xE9s=}  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ^ ]B&7\w"t  
3.2 定义布局设置 45 16]O^R;r  
3.3 创建一个弧形波导 46 <oeHZD_OR  
3.4 插入入射面 49 cAL&>T  
3.5 选择输出数据文件 53 (V+(\<M  
3.6 运行模拟 54 xWlB!r<}Gz  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 )HU?7n.{  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 PC3wzJ\\S  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 JD'/m hN0  
4.2 定义布局设置 61 Vk-_v5  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 !.F\v.  
4.4 插入输入面 62 QF^AnB  
4.5 运行模拟 63 ~fgv7=(!  
4.6 预览最大值 65 ^L[Z+7|  
4.7 绘制波导 69 't>Qj7vh0  
4.8 指定输出波导的路径 69 ElYHA  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 &556;l  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ``O\'{o&  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 q5`Gl  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 WUxr@0  
5.1 定义波导材料 75 nbYaYL?&  
5.2 定义布局设置 76 0~-+5V  
5.3 创建波导 76 mq "p"iI  
5.4 修改输入平面 77 '-*r&:  
5.5 指定波导的路径 78 :bh[6F  
5.6 运行模拟 79 ;J`X0Vl$  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ?r@ZTuq#  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 mg3jm  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 WT
d}) s  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 rDSt ~l  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 L,:U _\HQ  
6.2 定义布局结构 89 w}E?FEe.  
6.3 绘制并定位波导 91 [Z[)hUXE?  
6.4 生成布局脚本 95 11)~!in  
6.5 插入和编辑输入面 97 pjoI};  
6.6 运行模拟 98 Tq?W @DM*  
6.7 修改布局脚本 100 O/5W-u  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 JD>!3>S)?  
7 应用预定义扩散过程 104 q!7\`>.2:{  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 / )EB~|4']  
7.2 定义布局设置 106 Uligr_c?  
7.3 设计波导 107 G/D{K$=t~  
7.4 设置模拟参数 108 Mu:H'$"'H  
7.5 运行模拟 110 B 51LZP  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Z-~^)lo  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 }\
irr9,  
7.8 添加一个新的轮廓 111
 ^@ux  
7.9 创建上方的线性波导 112 )/=J=xw2  
8 各向异性BPM 115 2ru6bIb;  
8.1 定义材料 116 nd?m+C&W  
8.2 创建轮廓 117 a:8@:d1T K  
8.3 定义布局设置 118 s}A]lY  
8.4 创建线性波导 120 w(@`g/b  
8.5 设置模拟参数 121 00Rk%QV  
8.6 预览介电常数分量 122 ?@u &3/&  
8.7 创建输入面 123 zzxU9m~"  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 X(1.Hjh  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 SrKF\h%/+  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 {7;TQ?/  
9.2 定义布局设置 130 >y=%o~  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 iUO5hdOM  
9.4 编辑输入平面 132 kj[[78  
9.5 设置模拟参数 134 ~q9RZ#g13J  
9.6 运行模拟 135 *R:nB)(6<  
10 电光调制器 138 I/(`<s p  
10.1 定义电解质材料 139 ~7k b4[  
10.2 定义电极材料 140  Ne4A  
10.3 定义轮廓 141 6$zUFIk  
10.4 绘制波导 144 d`xqs,0f  
10.5 绘制电极 147 %1lLUgf3G/  
10.6 静电模拟 149 o 1b#q/  
10.7 电光模拟 151  Wi
|.Z/  
11 折射率(RI)扫描 155 9 (&!>z  
11.1 定义材料和通道 155 4bKZ@r%  
11.2 定义布局设置 157 O=mJ8W@  
11.3 绘制线性波导 160 7j]@3D9[:p  
11.4 插入输入面 160 ~:0h o  
11.5 创建脚本 161 
t2E_y6  
11.6 运行模拟 163 N0XGW_f  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 kn<[v;+  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 J|>P,x#G  
12.1 定义材料 165 +yTL  
12.2 创建参考轮廓 166 isN"7y|r:X  
12.3 定义布局设置 166 IQ|~d08}  
12.4 用户自定义轮廓 167 {4Isz-P  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Z<wg`  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Qejzp/2  
13.1 定义材料 173 5yQgGd)  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 vz_U  
13.3 定义晶圆 174 ZE1#{u~[y  
13.4 创建器件 175
ru U
|  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 0lEIj/u  
13.6 定义电极区域 178 f&,.h"b
S  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] =EG[_i{r  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 
DS^Q0 f  
13.8 运行模拟 182 QTDI^ZeuF  
13.9 创建脚本 184 *L!R4;ubE  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 )9*-Q%zc  
14.1 理论背景 186 eC3ZK"oJ  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 /
f2*J  
14.3 生成脚本数据 190 R"tLu/Sn  
14.4 导出散射数据 193 )i?wBxq'MA  
14.5 创建臂 194 6Y=$7%z  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 4~ iKo  
14.7 加载两个臂的文件 200 i\3
`?d  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 SAqX[c  
14.9 连接元件 202 N_T;&wibO  
14.10 运行模拟 203 &^Xm4r%u_  
14.11 创建图以查看结果 204 d) > if<o  
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