[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 &phers  
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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。 R<$_ <z  
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OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 f,:SI&c\  
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 ]h4
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 +_Nr a  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 '<N^u@tF7  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 L:$kd `v[  
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目 录 ^mWOQ*zi;  
1 入门指南 4 >B)&mC$$S  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 o&]b\dV  
1.2 OptiBPM简介 5 [RtTi<F^  
1.3 光波导介绍 8 "YU<CO;4VV  
1.4 快速入门 8 yWI30hW  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 i}cqV B?r  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 j#^EZ/  
2.2 定义布局设置 29 U5X\RXy~  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ^0A}iJL  
2.4 插入input plane 35 4.7YIM  
2.5 运行模拟 39 (S1c6~  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 y/}[S@4uB  
3 创建一个单弯曲器件 44 (Fc\*Vn  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 RbPD3&.  
3.2 定义布局设置 45 Ore>j+  
3.3 创建一个弧形波导 46 yW::`  
3.4 插入入射面 49 ^)$(Fe<  
3.5 选择输出数据文件 53 r)Q/YzXx*  
3.6 运行模拟 54 8K: RoR  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }DH3_M!  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 T: zO9C/  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 
5`su^  
4.2 定义布局设置 61 RmF,x9  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 S0,q@LV  
4.4 插入输入面 62 )xJCH9h  
4.5 运行模拟 63 ra87~kj<  
4.6 预览最大值 65 TJk3z^.j  
4.7 绘制波导 69 @.IGOh  
4.8 指定输出波导的路径 69 t8vR9]n  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 a7?z{ssEi  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 \o-9~C\c*  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 a%\6L  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 )`,||sQ  
5.1 定义波导材料 75 BE,XiH;  
5.2 定义布局设置 76 C\%T|ZDE  
5.3 创建波导 76 s98Jh(~  
5.4 修改输入平面 77 E P1f6ps  
5.5 指定波导的路径 78 h"~i&T h  
5.6 运行模拟 79 MW^(  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 :bBLP7eyV  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 9W^sq<tR  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 'p%aHK{  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 m Acny$u  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 g]kM7,/M  
6.2 定义布局结构 89 g.L~Z1-  
6.3 绘制并定位波导 91 ?= G+L0t  
6.4 生成布局脚本 95 0tA~Y26  
6.5 插入和编辑输入面 97 Sq#AnD6To  
6.6 运行模拟 98 4XL$I
*;4  
6.7 修改布局脚本 100 uD'yzR!]+  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 TA2HAMx)  
7 应用预定义扩散过程 104 n $Nw/Vm  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 }kJfTsFS  
7.2 定义布局设置 106 dO?zLc0f  
7.3 设计波导 107 /l.:GH36f  
7.4 设置模拟参数 108 '3%JhG)#  
7.5 运行模拟 110 ;_$Q~X  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 5OHg%
^  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 *}F>c3x]  
7.8 添加一个新的轮廓 111 @`Fv}RY{  
7.9 创建上方的线性波导 112 b#uNdq3  
8 各向异性BPM 115 |}^me7C,[  
8.1 定义材料 116 B#Q` !B4v  
8.2 创建轮廓 117 [j3-a4Wu  
8.3 定义布局设置 118 w!/\dqjv  
8.4 创建线性波导 120 0B}O&DC%|  
8.5 设置模拟参数 121 fAEgrw%Ti
 
8.6 预览介电常数分量 122 t`M4@1S"'  
8.7 创建输入面 123 GGM|B}U p  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 <K g=?wb  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Fb2,2Px  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 PL/g@a^tY  
9.2 定义布局设置 130 Oy}^|MFfA  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130  W8blHw"  
9.4 编辑输入平面 132 8k( zU>^  
9.5 设置模拟参数 134 8+f{ /  
9.6 运行模拟 135 }nEa9h  
10 电光调制器 138 `Wl_yC_*G;  
10.1 定义电解质材料 139 
MZ2/ks  
10.2 定义电极材料 140 r5RUgt  
10.3 定义轮廓 141 -1_WE/Ps  
10.4 绘制波导 144 [Xa,|  
10.5 绘制电极 147 o*k.je1  
10.6 静电模拟 149 2
Kkm-#p7  
10.7 电光模拟 151 -gQtw% `x  
11 折射率(RI)扫描 155 N!PPL"5z  
11.1 定义材料和通道 155 R\a6#u3  
11.2 定义布局设置 157 <<=.;`(/v  
11.3 绘制线性波导 160 TdU'L:<4l  
11.4 插入输入面 160 0dTHF})m  
11.5 创建脚本 161 n1!}d%:  
11.6 运行模拟 163 )_&P:;N  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 4,,
@o  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 H]P*!q`Ko  
12.1 定义材料 165 !"g2F
}n  
12.2 创建参考轮廓 166 =:M/hM)#  
12.3 定义布局设置 166 z|F38(%JJN  
12.4 用户自定义轮廓 167 sH'IA~7  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 J9%I&lu/  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 70GwTK.{~  
13.1 定义材料 173 BS.5g<E2q  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 "u.
'JE;j  
13.3 定义晶圆 174 sSLVR^  
13.4 创建器件 175 :' =le*h  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 }6'%p Bd  
13.6 定义电极区域 178 {e+}jZ[L  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] _v#Vf*#  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 9bQD"%ha=d  
13.8 运行模拟 182 &wX568o  
13.9 创建脚本 184 %A3ci[$g  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186  erQQ_  
14.1 理论背景 186 p uZY4}b_  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 qEvbKy}  
14.3 生成脚本数据 190 4C#r=Uw`  
14.4 导出散射数据 193 |2Y/l~  
14.5 创建臂 194 aD&4C-,1  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 6Y%{ YQ}s|  
14.7 加载两个臂的文件 200 !X5LgMw^;  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 !C&  ^%a  
14.9 连接元件 202 Z,~PW#8<&  
14.10 运行模拟 203 4Uk\hgT0  
14.11 创建图以查看结果 204 _ea|E  8  
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