[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 "
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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。 Z30z<d,j  
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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^c,mK^  
APHtJoS  
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。 ?BHWzo!  
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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。 .yK\
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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。 =M/UHOY  
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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 Q !RVD*(  
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目 录 )MD*)O  
1 入门指南 4 i">z8?qF  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ? !oVf>  
1.2 OptiBPM简介 5 ga{25q}"  
1.3 光波导介绍 8 A/$K
A'jX  
1.4 快速入门 8 hdsgOu  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ,IT)zCpaBP  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 LRCS)UBY(.  
2.2 定义布局设置 29 uJIRk$  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 zCGmn& *M  
2.4 插入input plane 35 =XacG}_  
2.5 运行模拟 39 Mk'n~.mb  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 GqIvvnw@f  
3 创建一个单弯曲器件 44 siss_1J  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 '&pf  
3.2 定义布局设置 45 :bM$;  
3.3 创建一个弧形波导 46 Eis%)oE  
3.4 插入入射面 49 uwH
)/BW)[  
3.5 选择输出数据文件 53 So)KI_M  
3.6 运行模拟 54 0'q(XB`i=  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 _} X`t8Lh  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 Z0F>"Z_qn  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 G3_mWppH  
4.2 定义布局设置 61 ~G{$P'[  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 3h D2C'KD  
4.4 插入输入面 62 ir@N>_  
4.5 运行模拟 63 6XOpB^@  
4.6 预览最大值 65 -9H!j4]T?  
4.7 绘制波导 69 3'sWlhf;  
4.8 指定输出波导的路径 69 /K1$_  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 S\v&{  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 +4:+qGAJ{  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 M[ ~2,M&H  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 'a-5UTT  
5.1 定义波导材料 75 t0asW5f  
5.2 定义布局设置 76 <SC|A|  
5.3 创建波导 76 F'5d\v  
5.4 修改输入平面 77 7>2j=Y_Kp  
5.5 指定波导的路径 78 j3rv2W\  
5.6 运行模拟 79 :S+U}Sm[  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ,I2re
G  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 z[lRb]:i[  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 5>1Y="B  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 J%Z)#  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 1&@wb'MBs.  
6.2 定义布局结构 89 O 44IH`SI  
6.3 绘制并定位波导 91 TJw.e/  
6.4 生成布局脚本 95 B'gk/^6$eg  
6.5 插入和编辑输入面 97 ILr6W@o5A  
6.6 运行模拟 98 Q5Ghki  
6.7 修改布局脚本 100 S^Wqa:;  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Ji}IV  
7 应用预定义扩散过程 104 bF Y)o Z  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 [q>i  
7.2 定义布局设置 106 <R~~yW:H  
7.3 设计波导 107 AXU!-er$  
7.4 设置模拟参数 108 S~a:1 _Wl  
7.5 运行模拟 110 Etr8lm E  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ZvnZ}t>?  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ZnhuIAAG  
7.8 添加一个新的轮廓 111 [;CqvD<S  
7.9 创建上方的线性波导 112 PcSoG\-G<  
8 各向异性BPM 115 9CU6o:'fW  
8.1 定义材料 116 n"d)  
8.2 创建轮廓 117 #PLB$
$  
8.3 定义布局设置 118 D917[<$  
8.4 创建线性波导 120 q/2K=BOh  
8.5 设置模拟参数 121 !K^kKP*l  
8.6 预览介电常数分量 122 ;AL@<,8  
8.7 创建输入面 123 -Ib+/'  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 agxSb^ 8tF  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 NK#"qK""k  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 @8M2'R\  
9.2 定义布局设置 130 .Mco
W7|Y  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 zc,9Qfn  
9.4 编辑输入平面 132 xc]C#q  
9.5 设置模拟参数 134 #&2N,M!Q  
9.6 运行模拟 135 SSsQu^A  
10 电光调制器 138 iJKm27 ">  
10.1 定义电解质材料 139 ;
pNbKf:  
10.2 定义电极材料 140 f_P+qm  
10.3 定义轮廓 141 cA*X$j6  
10.4 绘制波导 144
(zYSSf!I  
10.5 绘制电极 147 teS0F  
10.6 静电模拟 149 dZiWVa  
10.7 电光模拟 151 :-WCW);N  
11 折射率(RI)扫描 155 twHM~cTS  
11.1 定义材料和通道 155 bb:|1D  
11.2 定义布局设置 157 BM$tywC  
11.3 绘制线性波导 160 w4MMo  
11.4 插入输入面 160 J
!
fc)h
 
11.5 创建脚本 161 ; 7v7V  
11.6 运行模拟 163 FZ.z'3I  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 J'^$|/Q  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 }
!7DF  
12.1 定义材料 165 sd@gEp)L  
12.2 创建参考轮廓 166  q>.t~  
12.3 定义布局设置 166 R6@~   
12.4 用户自定义轮廓 167 nTy,Jml  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 G8DIig<  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ^sn>p}T
g  
13.1 定义材料 173 *rFbehfH  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 "JLhOTPaHf  
13.3 定义晶圆 174 mhkAI@)>  
13.4 创建器件 175 mF:s-+  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 'W2$wN+P  
13.6 定义电极区域 178 2#A9D.- h  
H6\ x.J^,  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 W
!0  
13.8 运行模拟 182 2gR_1*|  
13.9 创建脚本 184 O+Lb***b"  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 }~~^ZtJ\  
14.1 理论背景 186 G@<lwnvD*J  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 YGpp:8pen  
14.3 生成脚本数据 190 a;owG/\p  
14.4 导出散射数据 193 +P)[|y +e  
14.5 创建臂 194 }xlmsOHuI  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 `iayh  
14.7 加载两个臂的文件 200 o-<_X&"a|5  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 M"l rwun^  
14.9 连接元件 202 R^kv!x;h  
14.10 运行模拟 203 IoHkcP[H  
14.11 创建图以查看结果 204 M9jo<+  
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QQ：2987619807 4bi\$