[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 {:'eH  
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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。 eWcS>N  
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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。 vek9. 4! ]  
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T*T$u  
通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 eK4\v:oG1  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 4,TS1H  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 glPOW  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 IjJ3./L!5  
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目 录 c7
P"1  
1 入门指南 4 0SA  c1  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 j9%=8Dn.<  
1.2 OptiBPM简介 5 V$<og  
1.3 光波导介绍 8 zziujs:  
1.4 快速入门 8 :] {+
3A  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 EKq9m=Ua@o  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 TfVB~"&  
2.2 定义布局设置 29 zVJwmp^  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 UPUO8W)<Z6  
2.4 插入input plane 35 (&+ ~hW5d  
2.5 运行模拟 39 ;lnh;0B  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 kcM9 ,bG  
3 创建一个单弯曲器件 44 V5%B,.d:  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 3[aCy4O  
3.2 定义布局设置 45 q"`1cFD  
3.3 创建一个弧形波导 46 jK3% \`o  
3.4 插入入射面 49 ZrXvR`bsw  
3.5 选择输出数据文件 53 fqFE GyeNr  
3.6 运行模拟 54 %/-Z1Nv*#  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 r
9z/hm}E  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 IHMZE42  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 doVBVTk^  
4.2 定义布局设置 61 FC/m,D50oI  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 * t{A=Wk  
4.4 插入输入面 62 >jRz4%  
4.5 运行模拟 63 b78'yM&  
4.6 预览最大值 65 \0'o*nlJ  
4.7 绘制波导 69 T6%*t#8r  
4.8 指定输出波导的路径 69 vw>O;u.]B  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ?L+@?fVN  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 HE7JQP!q  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 a[[u>oHyd  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 8yA:C  
5.1 定义波导材料 75 v-2.OS<o  
5.2 定义布局设置 76 # ]&=]K1V  
5.3 创建波导 76 T/dchWG  
5.4 修改输入平面 77 FsTE.PT  
5.5 指定波导的路径 78 K({+3vK  
5.6 运行模拟 79 Iy6"2$%a  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 L&][730  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ;WO/xA-#  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84  #/MUiV  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 o_vK4%y(  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 uhbo/7d'7  
6.2 定义布局结构 89 +_3>T''_  
6.3 绘制并定位波导 91 :p%nQF,*f  
6.4 生成布局脚本 95 U[u9RB  
6.5 插入和编辑输入面 97 >-c;  
6.6 运行模拟 98 IM7k\  
6.7 修改布局脚本 100 w%GEOIj}  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 FzXVNUMP  
7 应用预定义扩散过程 104 LoPWho[8  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ''s]6Jjw  
7.2 定义布局设置 106 GG/~)^VMe  
7.3 设计波导 107 @G~T&6E!  
7.4 设置模拟参数 108 \\Fl,'  
7.5 运行模拟 110 l5l:'EY>  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 (S&X??jfB5  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ~^UQw?;  
7.8 添加一个新的轮廓 111 ?r"m*fY
%  
7.9 创建上方的线性波导 112 6,ylkf3  
8 各向异性BPM 115 %19TJn%J$  
8.1 定义材料 116 #(?EL@5  
8.2 创建轮廓 117 j$4Tot  
8.3 定义布局设置 118 .zAB)rNc |  
8.4 创建线性波导 120 .fk!~8b[Q+  
8.5 设置模拟参数 121 3&/5!zOg)  
8.6 预览介电常数分量 122 <2HI. @^  
8.7 创建输入面 123 G sm5L<rx  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 DO'$J9;*  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 -^Baxkq(YM  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 LZqx6~]O  
9.2 定义布局设置 130 >t.2!Z_RQ  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ]/XNfb  
9.4 编辑输入平面 132 vClD)Ar  
9.5 设置模拟参数 134 =q.2S;?  
9.6 运行模拟 135 X8~cWW  
10 电光调制器 138 I@08F  
10.1 定义电解质材料 139 
g|a2z_R  
10.2 定义电极材料 140 .ZJt  
10.3 定义轮廓 141 ~3dBt@%0  
10.4 绘制波导 144 ff**)Xdh  
10.5 绘制电极 147 Wo<zvut8  
10.6 静电模拟 149 DI'wZy
SS^  
10.7 电光模拟 151 N1jj\.nB  
11 折射率(RI)扫描 155 3+;]dqZ  
11.1 定义材料和通道 155 79AOvh  
11.2 定义布局设置 157 LNmsvU  
11.3 绘制线性波导 160 B5hk]=Ud  
11.4 插入输入面 160 1C6H\;  
11.5 创建脚本 161 CTv-$7#  
11.6 运行模拟 163 o}mD1q0yE  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 r]iec{ ^  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 i:0~%X  
12.1 定义材料 165 U-6b><  
12.2 创建参考轮廓 166 Cp7EJr~  
12.3 定义布局设置 166 Fyrr,#  
12.4 用户自定义轮廓 167 A_6b 4T  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ]i3 2-8%  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 v4kk4}lE  
13.1 定义材料 173 `PnB<rf:*1  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 y&")7y/uE  
13.3 定义晶圆 174 uli,@5%\  
13.4 创建器件 175 Dtl381F J  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 *`YR-+0  
13.6 定义电极区域 178 qd6XKl\5  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ;]34l."85  
13.8 运行模拟 182 {wiw]@c8  
13.9 创建脚本 184 &uI`Xq.  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 dWwh?{n  
14.1 理论背景 186 id8a#&t]  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 yf(VwU, x  
14.3 生成脚本数据 190 ZP61T*n  
14.4 导出散射数据 193 *D
!$gfa  
14.5 创建臂 194 w+(bkqz]  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 J)D/w[w  
14.7 加载两个臂的文件 200 LRW7_XYz  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 >_XRh  
14.9 连接元件 202 by,"Orpwq;  
14.10 运行模拟 203 TXD\i Dq  
14.11 创建图以查看结果 204 2JwR?<n{  
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