[产品]OptiBPM入门教程 [复制链接]

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。 jp2Q9Z  
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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!_ ctp  
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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。 60>.ul2  
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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。 Cb;WZ3HR  
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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。 wq!iV |  
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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 x.mrCJn)  
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目 录 DGESba\2+  
1 入门指南 4 |I;$M;'r&  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 V@-)\RZm  
1.2 OptiBPM简介 5 =n(3o$r(  
1.3 光波导介绍 8 C#0Qd%  
1.4 快速入门 8 s#9Ui#[=h  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ,E )|y4  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ?/hZb"6W  
2.2 定义布局设置 29 LPd\-S_rsP  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 f9
$xk|2g  
2.4 插入input plane 35 sBX-X$*N  
2.5 运行模拟 39 $FTO   
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 (5L-G{4  
3 创建一个单弯曲器件 44 )FN;+"IJ  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Q,T"ZdQ  
3.2 定义布局设置 45 ~Ou1WnmO  
3.3 创建一个弧形波导 46 W!Gdf^Yy<  
3.4 插入入射面 49 7r#ymQ  
3.5 选择输出数据文件 53 2S[-$9  
3.6 运行模拟 54 $g9**b@  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ]y{WD=T  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 qy1F*kY  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 +0wT!DZW\=  
4.2 定义布局设置 61 & WOiik  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 am1[9g8L  
4.4 插入输入面 62 /UcV  
4.5 运行模拟 63 K6JVg$  
4.6 预览最大值 65 @D^^
_1~  
4.7 绘制波导 69 ZzGahtx)Y  
4.8 指定输出波导的路径 69 Fzlozx1y[  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 :(|'S4z  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 #FOqP!p.E  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 VZka}7a  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ? 8aaD>OR$  
5.1 定义波导材料 75 7R.Q Ql  
5.2 定义布局设置 76 N7r_77%m0  
5.3 创建波导 76 .0 )Y  
5.4 修改输入平面 77 _9H*agRe  
5.5 指定波导的路径 78 -/C)l)V}  
5.6 运行模拟 79 9I7\D8r  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 :,12")N  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Dn9w@KO  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 g1E~+@  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 85:NFa@J  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 :#E*Y8-  
6.2 定义布局结构 89 IzOYduJ.  
6.3 绘制并定位波导 91 j1
q[2'  
6.4 生成布局脚本 95 2aZw[7s  
6.5 插入和编辑输入面 97 '7Nr8D4L  
6.6 运行模拟 98 5wao1sd#  
6.7 修改布局脚本 100 B5V_e!*5F*  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 7M_U2cd|TD  
7 应用预定义扩散过程 104 $0oO &)*  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 _mvxsG  
7.2 定义布局设置 106 n6d9\  
7.3 设计波导 107 kv,%(en]  
7.4 设置模拟参数 108 WL,&-*JAW  
7.5 运行模拟 110 \6?A!w~6  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
*_Z#O,  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 lE8&..~l$+  
7.8 添加一个新的轮廓 111 s`j~-P  
7.9 创建上方的线性波导 112 nMfFH[I4  
8 各向异性BPM 115 0_P}z3(M  
8.1 定义材料 116 @$"J|s3M  
8.2 创建轮廓 117 .o1^O
h  
8.3 定义布局设置 118 Ab%;Z5$fr  
8.4 创建线性波导 120 @RFs/'  
8.5 设置模拟参数 121 ev0oO+u  
8.6 预览介电常数分量 122 jr7C}B-Fb^  
8.7 创建输入面 123 02`$OTKz  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 <}U'V}g  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 {Sl57!U5  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 #*$P'r  
9.2 定义布局设置 130 _I`,Br:N  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Ok7t@l$  
9.4 编辑输入平面 132 "LYh7:0s!k  
9.5 设置模拟参数 134 H.<a`mm8  
9.6 运行模拟 135 [3l*F  
10 电光调制器 138 6$a$K,dZ  
10.1 定义电解质材料 139 bPD`+:A_  
10.2 定义电极材料 140 cfox7FmW  
10.3 定义轮廓 141 tkQH\5  
10.4 绘制波导 144 P1b'%  
10.5 绘制电极 147 jV#ahNq;  
10.6 静电模拟 149 8zLY6@
  
10.7 电光模拟 151
<H1`  
11 折射率(RI)扫描 155 fP tm0.r  
11.1 定义材料和通道 155 i&njqK!wS  
11.2 定义布局设置 157 >&g}7d
%  
11.3 绘制线性波导 160 )15Z#`x  
11.4 插入输入面 160 f)c~cJz<q  
11.5 创建脚本 161 $@d9<83=  
11.6 运行模拟 163 ;Sd\VR  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 /(.6bv  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 >{eCh$L  
12.1 定义材料 165 }pk#!
N  
12.2 创建参考轮廓 166 bWl5(S` Z  
12.3 定义布局设置 166 Q%/<ZC.Mz6  
12.4 用户自定义轮廓 167 I/VxZ8
T  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 2oa#0`{  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 R1F5-#?'E  
13.1 定义材料 173 6{[pou&  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 X1IeSMAe  
13.3 定义晶圆 174 'Y$R~e^Y?  
13.4 创建器件 175 9_\'LJ  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 _,;j7%j  
13.6 定义电极区域 178 :Ih|en^w  
具体情况请扫码联系 2fU$J>Y  
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