[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。 F-=er e  
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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。 (Bmjz*%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。 (Hn,}(3S  

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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。 I{RktO;1  
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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。 YqDw*S{  
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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 fO:*85%}7  
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目 录 ]Wy V bIu  
1 入门指南 4 n@%'Nbc>b  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 / _cOg? o  
1.2 OptiBPM简介 5 3'']q3H  
1.3 光波导介绍 8 c{852R  
1.4 快速入门 8 $ &^ ,(z9  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 f9&D1Gh+w  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 -(59F  
2.2 定义布局设置 29 ^%<v| Y(X  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 '@:;oe@]  
2.4 插入input plane 35 L@2H>Lh35  
2.5 运行模拟 39 '/"(`f,  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 @lJGdp  
3 创建一个单弯曲器件 44 [XQNgSy?z  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Z>D7C?v:(  
3.2 定义布局设置 45 V3`*LU  
3.3 创建一个弧形波导 46 PD$'xY|1=  
3.4 插入入射面 49 cX&c%~  
3.5 选择输出数据文件 53 Dnp^yqz*  
3.6 运行模拟 54
ck@[% ?  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 WK=!<FsC$  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 fe Q%L  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 <<`."RY#0  
4.2 定义布局设置 61 '<Vvv^Er  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 9u)h$VC  
4.4 插入输入面 62 *in_Zt3  
4.5 运行模拟 63 2+^#<Uok  
4.6 预览最大值 65 |4'E&(BU-  
4.7 绘制波导 69 tl4;2m3w  
4.8 指定输出波导的路径 69 z^oi15D|{  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 LD6fi  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Z@h]dU5%a  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 4s"HO/  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 J]~3{Mi  
5.1 定义波导材料 75 ooD/QZUE  
5.2 定义布局设置 76 SEuj=Vie#  
5.3 创建波导 76 <bid 6Q0|  
5.4 修改输入平面 77 Yw{](qG7e`  
5.5 指定波导的路径 78 NT-du$!u  
5.6 运行模拟 79 k9bU<  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 o2.! G  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 HKh)T$IZM  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 w"sRK  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 wj?fr?  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 i'57|;?  
6.2 定义布局结构 89 *&U9npN  
6.3 绘制并定位波导 91 <8y8^m`P9  
6.4 生成布局脚本 95 JRNyvG>j  
6.5 插入和编辑输入面 97 b&e? 6h^G  
6.6 运行模拟 98 d_yqmx?w  
6.7 修改布局脚本 100 tz)L`g/J~  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 G>!"XK:fB  
7 应用预定义扩散过程 104 4dy)g)wM  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 MKH7d/
x  
7.2 定义布局设置 106 %] Bb;0G  
7.3 设计波导 107 A1Zu^_y'  
7.4 设置模拟参数 108 *$s)p>  
7.5 运行模拟 110 :2?'mKa7  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 7_{x '#7  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Fq{nc]L6  
7.8 添加一个新的轮廓 111 6^
w
iEnA  
7.9 创建上方的线性波导 112 ;j(xrPNb  
8 各向异性BPM 115 $Qm;F% >  
8.1 定义材料 116 0J_x*k6  
8.2 创建轮廓 117 {6KU.'#iF  
8.3 定义布局设置 118 s_kI\w4(x1  
8.4 创建线性波导 120 -Rf|p(SJ,E  
8.5 设置模拟参数 121 ]]]7"a  
8.6 预览介电常数分量 122 ~\Ynih  
8.7 创建输入面 123 #AY+[+  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 !k[zUti  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 6\]-J*e>  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Pq`4Y K  
9.2 定义布局设置 130 @ce4sSo  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 L%BWrmg  
9.4 编辑输入平面 132 8Za
hpB  
9.5 设置模拟参数 134 ";zl6g"  
9.6 运行模拟 135 BY 1~\M  
10 电光调制器 138 'N}Wo}1r  
10.1 定义电解质材料 139 kQ:2@SOm  
10.2 定义电极材料 140 !<~Ig/  
10.3 定义轮廓 141 hR?rZUl2M  
10.4 绘制波导 144 jLEU V  
10.5 绘制电极 147 R8?A%yxf  
10.6 静电模拟 149 1.>`h:  
10.7 电光模拟 151 :q= XE$%H  
11 折射率(RI)扫描 155 IMrB!bor  
11.1 定义材料和通道 155 69L s"e  
11.2 定义布局设置 157 7/~"\nN:/  
11.3 绘制线性波导 160 .a^/r'?  
11.4 插入输入面 160 'DIE#l`  
11.5 创建脚本 161 N[mOJa:  
11.6 运行模拟 163 qItI):9U  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 [Z[)hUXE?  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 11)~!in  
12.1 定义材料 165 pjoI};  
12.2 创建参考轮廓 166 m+!%+S1  
12.3 定义布局设置 166 bM!`C|,[s  
12.4 用户自定义轮廓 167 1E-$f  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 k'\RS6M`L  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 WAQv4&xGM  
13.1 定义材料 173 "5e]-u'  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 A+dY~@*a  
13.3 定义晶圆 174 \mycn/e  
13.4 创建器件 175 C=Zuy^  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 &v`kyc  
13.6 定义电极区域 178 kP|!!N  
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