[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 \=kre+g  
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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。 HC'k81Q  
/ /ty]j  
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。 =v(MdjwFl  
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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。 .Fdqn?c|+  
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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。 ,<,ige  
[#}A]1N  
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。 iymOq9  
/~k)#44  
《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 }YPW@g  
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目 录 !>%U8A  
1 入门指南 4 p^=>N9  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 q(N2#
di  
1.2 OptiBPM简介 5 je9eJUKE  
1.3 光波导介绍 8 F4=+xd >0  
1.4 快速入门 8 K2=`.  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 &3jq'@6  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 x2 s%qZ#  
2.2 定义布局设置 29 V
!Cu%4  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 37#|
X*L  
2.4 插入input plane 35 mY}_9rTn|  
2.5 运行模拟 39 )kMA_\$,  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 @@
!Mt~\  
3 创建一个单弯曲器件 44 ,34|_  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 *6Ojv- G|5  
3.2 定义布局设置 45 81O\BO.T  
3.3 创建一个弧形波导 46 jafIKSD]%  
3.4 插入入射面 49 VxlK:*t`  
3.5 选择输出数据文件 53 ."N`X\  
3.6 运行模拟 54 ^qs{Cf$  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Bl)znJ^
 
4 创建一个MMI星形耦合器 60 lnXb]t
m;  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ul{u^ j  
4.2 定义布局设置 61 $
OE~0Z\0  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
}~8/
a3  
4.4 插入输入面 62 mLa0BIP  
4.5 运行模拟 63 Qv3g 4iJ  
4.6 预览最大值 65
(IAc*V~  
4.7 绘制波导 69 Hh/Z4`&yi  
4.8 指定输出波导的路径 69 -c^/k_n  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 V}leEf2'  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 (}$~)f#s  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 x~7_`=}rO  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 UfE41
el:  
5.1 定义波导材料 75 MNy)= d&<P  
5.2 定义布局设置 76 f87>ul!*  
5.3 创建波导 76 EYe)d+E*  
5.4 修改输入平面 77 a@1r3az  
5.5 指定波导的路径 78 Ch`nDIne  
5.6 运行模拟 79 b!>w4MPe  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 gq$]jWtCD  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 O@.afk"{  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 8,E#vQ55}(  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 R~z@voM*<  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 1wx&
/#a  
6.2 定义布局结构 89 P#
_8$#G3  
6.3 绘制并定位波导 91 v-*CE[  
6.4 生成布局脚本 95 k'_p*H  
6.5 插入和编辑输入面 97 z0@)@4z!  
6.6 运行模拟 98 fO!S^<9,-  
6.7 修改布局脚本 100 oB3,"zY  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 D,aJ`PK~  
7 应用预定义扩散过程 104 Dxc`K?M  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 NW}kvZ  
7.2 定义布局设置 106 'O#,;n  
7.3 设计波导 107 ?W
D|a(  
7.4 设置模拟参数 108 Cm4$&?  
7.5 运行模拟 110 ?K<m.+4b*y  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 .x$!
Rc}  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 P,S$qD*4  
7.8 添加一个新的轮廓 111 yPKDn.1  
7.9 创建上方的线性波导 112 $Cr? }'a  
8 各向异性BPM 115 {J:ZM"GS  
8.1 定义材料 116 dHU#Y,v  
8.2 创建轮廓 117 3I)!.N[m  
8.3 定义布局设置 118 <h_lc}o/  
8.4 创建线性波导 120 4<`x*8` ,  
8.5 设置模拟参数 121 By3/vb)M5  
8.6 预览介电常数分量 122 '/gw`MJ  
8.7 创建输入面 123 `r; .  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 0:(`t~  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 y{Wtm7fnA  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 
bSW!2#~  
9.2 定义布局设置 130 Z`fm;7NiVG  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Ji7%=_@'-#  
9.4 编辑输入平面 132 %@<
}z|.4  
9.5 设置模拟参数 134 ^s@?\v  
9.6 运行模拟 135 9v(&3,)a  
10 电光调制器 138 %eoO3"//  
10.1 定义电解质材料 139 z3IQPl^  
10.2 定义电极材料 140 %m'd~#pze  
10.3 定义轮廓 141 ]Y|Y?  
10.4 绘制波导 144 A9lnQCsJ  
10.5 绘制电极 147 s[:e '#^  
10.6 静电模拟 149 6&% c  
10.7 电光模拟 151
P;>8S:8  
11 折射率(RI)扫描 155 Im{I23.2  
11.1 定义材料和通道 155 ;9,<&fe
 
11.2 定义布局设置 157 ?YY'-\h?  
11.3 绘制线性波导 160 w'q}aQS  
11.4 插入输入面 160 %YhZ#>WT  
11.5 创建脚本 161  A_: Bz:  
11.6 运行模拟 163 P,Fs7  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 NQq$0<7.=W  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 @?_<A%hz  
12.1 定义材料 165 wi]|"\  
12.2 创建参考轮廓 166 C& 0iWY\a  
12.3 定义布局设置 166 Y_&D W4  
12.4 用户自定义轮廓 167 #uNQ+US0  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Mn(:qQo^&`  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 PTe8,
cD>  
13.1 定义材料 173 ya]CxnKR3  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 7O{c>@\  
13.3 定义晶圆 174 %WrUu|xj>_  
13.4 创建器件 175 m#+0uZm(  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 bet?5Dk  
13.6 定义电极区域 178 4oLrCQZ\  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 C=}YKsi|R|  
13.8 运行模拟 182 3O<:eS~  
13.9 创建脚本 184 z65|NO6JW.  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 x$9UHEb kM  
14.1 理论背景 186 1btQ[a6j  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 _X{ihf  
14.3 生成脚本数据 190 //VgPl  
14.4 导出散射数据 193 =LHE_ AA  
14.5 创建臂 194 8>G3KZ3  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ev>gh0  
14.7 加载两个臂的文件 200 5nIm7vlQm  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 HK>!%t0S  
14.9 连接元件 202 79<{cexP  
14.10 运行模拟 203 [QA@XBy6  
14.11 创建图以查看结果 204 xZt]s3?  
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