[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。 06 an(&a9  
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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。 !jR 1!i  
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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。 62o nMY  
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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。 =%S*h)}@  
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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。 l'1_Fb  
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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 lQL/I[}  
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目 录 q3D,hG_  
1 入门指南 4 # ';b>J  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Hv*+HUc(:  
1.2 OptiBPM简介 5 &r!jjT  
1.3 光波导介绍 8 ?s]?2>p  
1.4 快速入门 8 nFjaV`6`@  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 q4niA  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 { 3Qlx/6<  
2.2 定义布局设置 29 2E.D0E Cu  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 +vYVx<uTQ  
2.4 插入input plane 35 @Ll^ze&HI  
2.5 运行模拟 39 'DUYf5nF  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ;It1i`!R  
3 创建一个单弯曲器件 44 hM[I}$M&O  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 -+Z&O?pSH  
3.2 定义布局设置 45 IIAm"=*  
3.3 创建一个弧形波导 46 d z\yP v~  
3.4 插入入射面 49 xgIb4Y%  
3.5 选择输出数据文件 53 p@3 <{kLm  
3.6 运行模拟 54  -K4uqUp  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 lGEfI&1%!  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 qJK6S4O]  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 QaLVIsnfN  
4.2 定义布局设置 61 5ZjM:wrF|  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 X1="1{8H  
4.4 插入输入面 62 i+|/V&#3[  
4.5 运行模拟 63 <$8e;:#:  
4.6 预览最大值 65 w"!zLB&9[  
4.7 绘制波导 69 (X|lK.W y  
4.8 指定输出波导的路径 69 qbo W<W<H1  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 %`j2?rn  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 dLw,dg  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |EFbT>  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 cC$E"m  
5.1 定义波导材料 75 << aAYkx<  
5.2 定义布局设置 76 ~GjM:*  
5.3 创建波导 76 9]|G-cyt  
5.4 修改输入平面 77 2w:cdAv$  
5.5 指定波导的路径 78 ETaLE[T%1  
5.6 运行模拟 79  gX]'RBTb  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 74a>}+"
 
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 5dhT?/qvc  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 T]?QCf  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 0GnbE2&  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 w]Ci%W(  
6.2 定义布局结构 89 &uxwz@RC0  
6.3 绘制并定位波导 91 Ok_)C+o  
6.4 生成布局脚本 95 I@YX-@&7  
6.5 插入和编辑输入面 97 ETq~,g'  
6.6 运行模拟 98 lR3JyYY{X  
6.7 修改布局脚本 100 1{bsh?zd  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 vU, ]UJ}  
7 应用预定义扩散过程 104 ^BQ*l5K  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 S.NLxb/
 
7.2 定义布局设置 106 .8Gmy07  
7.3 设计波导 107 \"mLLnK?  
7.4 设置模拟参数 108 N,u~ZEI  
7.5 运行模拟 110 fQ~YBFhlr  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 mYqRN1%  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 &^
JY
 
7.8 添加一个新的轮廓 111 n*i1QC  
7.9 创建上方的线性波导 112 X" ;ly0Mb  
8 各向异性BPM 115 R6dD17  
8.1 定义材料 116 30$Q5]T  
8.2 创建轮廓 117

JS!  
8.3 定义布局设置 118 x2H?B`5  
8.4 创建线性波导 120 #:M)a?E/%  
8.5 设置模拟参数 121 } T1~fa  
8.6 预览介电常数分量 122 `K\(I#z  
8.7 创建输入面 123 P7kb*
  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 .+hM1OF`x  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 OcGHMGdn  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ~<w9a]  
9.2 定义布局设置 130 b7? 2Pu  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 s1NRUV2E  
9.4 编辑输入平面 132 -4'yC_8t  
9.5 设置模拟参数 134 }mSfg  
9.6 运行模拟 135 cakb.Q  
10 电光调制器 138 [vY? !  
10.1 定义电解质材料 139 Yet!qmZ  
10.2 定义电极材料 140 PEX(*GS  
10.3 定义轮廓 141 '1yy&QUZq  
10.4 绘制波导 144 }w8:`g'T0/  
10.5 绘制电极 147 sz%'=J~!V  
10.6 静电模拟 149  *$o{+YP  
10.7 电光模拟 151 o]|a5.O  
11 折射率(RI)扫描 155 O8%Y .SK  
11.1 定义材料和通道 155 VwV`tKit  
11.2 定义布局设置 157 XK4idC  
11.3 绘制线性波导 160 ');QmN%J  
11.4 插入输入面 160 -l`1j6  
11.5 创建脚本 161 UP}5Eh  
11.6 运行模拟 163 L(i*v5?  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 A9HJWKO  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ?4i:$.A Y  
12.1 定义材料 165 *k#M;e  
12.2 创建参考轮廓 166 vS|uN(a.P  
12.3 定义布局设置 166 l ,T*b  
12.4 用户自定义轮廓 167 KW.QVBuVO#  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 (S[" ak  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 vQpR0IEf]e  
13.1 定义材料 173 >-{)wk;1&  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ki^c)Tqn  
13.3 定义晶圆 174 Ll !J!{  
13.4 创建器件 175 RjS&^uaP  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 $Z;?d@6yI  
13.6 定义电极区域 178 &S"o
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