[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 qNWSDZQ  
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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。 :cKdl[E4z  
X*M2 O%g`L  
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。 U#`2~Qv/1  
d%:J-UtG"  
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。 5DJ!:QY!  
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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^iT&;,  
)JhB!P(  
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。 T%aM~dp  
_k#!^AJ}x  
《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 S8O,{  
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目 录 W4(GI]`_+  
1 入门指南 4 ,z#S=I  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Cx&l0ZXHEX  
1.2 OptiBPM简介 5 /4;Sxx-  
1.3 光波导介绍 8 SPm2I(at7  
1.4 快速入门 8 vj|#M/3>  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 UkcH+0o  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 OHt^e7\  
2.2 定义布局设置 29 zm3$)*p1  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 _k#GjAPM  
2.4 插入input plane 35 bX 6uGu 7  
2.5 运行模拟 39 BS%pS(  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
F<b/)<Bm=  
3 创建一个单弯曲器件 44 TW}].A_-  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 z:=E-+  
3.2 定义布局设置 45 S~)_=4Z  
3.3 创建一个弧形波导 46 S0ltj8t  
3.4 插入入射面 49 6{I6'+K~  
3.5 选择输出数据文件 53 ! F<::fN  
3.6 运行模拟 54 "\u<\CL  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 J>"qeR /  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 #Z,@yJ2wl  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 S VypR LVB  
4.2 定义布局设置 61 o#>Mf464I  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 JvNd'u)Z<  
4.4 插入输入面 62  FL b  
4.5 运行模拟 63 < <F  
4.6 预览最大值 65 E{}J-_oS45  
4.7 绘制波导 69 "{Hl! Zq/  
4.8 指定输出波导的路径 69 J:OP*/@='  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 *=tA},`\7  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 
% bKy  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 B>c2 *+Bk  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 "&o"6ra}  
5.1 定义波导材料 75 eZD"!AT  
5.2 定义布局设置 76 .m.
Ga|;  
5.3 创建波导 76 Yhjv[9  
5.4 修改输入平面 77 pH(X;OC9S  
5.5 指定波导的路径 78 Z?'?|vM  
5.6 运行模拟 79 *j=58d`n  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ""Oir!4  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 D&i,`j  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 |oSqy  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 3i\Np =  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 F'CJN$6Mw/  
6.2 定义布局结构 89 hj{)6dBX%  
6.3 绘制并定位波导 91 Wf-XH|j[  
6.4 生成布局脚本 95 JSID@ n<b?  
6.5 插入和编辑输入面 97 gk;hpO  
6.6 运行模拟 98 CugZ!>;^  
6.7 修改布局脚本 100 YT,yRV9#  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 /qMiv7m~Q  
7 应用预定义扩散过程 104 PjXiYc&  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 *!E~4z=  
7.2 定义布局设置 106 /F46Ac}I  
7.3 设计波导 107 ia-ht>F*;  
7.4 设置模拟参数 108 'z{
|#zd9  
7.5 运行模拟 110 eI-SWwmv/u  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 My Ky*
wD  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 [Jj@A(Cz  
7.8 添加一个新的轮廓 111 3,2$Ny3N  
7.9 创建上方的线性波导 112 KP 6vb@(6  
8 各向异性BPM 115 5<Uh2c  
8.1 定义材料 116 k~3\0man  
8.2 创建轮廓 117 %3AE2"  
8.3 定义布局设置 118 mU"Am0Bdjq  
8.4 创建线性波导 120 Xfbr;Jt"<  
8.5 设置模拟参数 121 0*+EYnu+  
8.6 预览介电常数分量 122 o^Lq8u;i*  
8.7 创建输入面 123 Vw.)T/B_D  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 &#KN"uPW  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 6b$C/  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 2 |JEGyDS-  
9.2 定义布局设置 130 q+2A>:|  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 /W .G-|:  
9.4 编辑输入平面 132 =F}qT|K  
9.5 设置模拟参数 134 iX<" \pV  
9.6 运行模拟 135 (h@!_qi9:  
10 电光调制器 138 -7'|&zP  
10.1 定义电解质材料 139 q'4P/2)va  
10.2 定义电极材料 140 *j,bI Y&se  
10.3 定义轮廓 141 {qU;;`P]|  
10.4 绘制波导 144 U@
CAQ?  
10.5 绘制电极 147 m{$}u
@a  
10.6 静电模拟 149 %d*0"<v  
10.7 电光模拟 151 ~j(vGO3JB  
11 折射率(RI)扫描 155 !3\$XK]5ZT  
11.1 定义材料和通道 155 [@JK|50|K  
11.2 定义布局设置 157 d{t@+}0.u  
11.3 绘制线性波导 160 {QaO\{J=  
11.4 插入输入面 160 nC!]@lA  
11.5 创建脚本 161 /GM!3%'=  
11.6 运行模拟 163 _}ii1fLv  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 m#i4_F=^b  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 !]Qk?T~9-  
12.1 定义材料 165 VBS}2>p  
12.2 创建参考轮廓 166 kPiY|EH  
12.3 定义布局设置 166 s6Dkh}:d  
12.4 用户自定义轮廓 167 5f?GSHA}  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 fA]sPh4Uag  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 x DNu'  
13.1 定义材料 173 !#WQ8s!?o  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 .'Q*_};W  
13.3 定义晶圆 174 b/Ma,}  
13.4 创建器件 175 w4CcdpR  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 7U1M;@y  
13.6 定义电极区域 178 f~PS'I_r  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 '+ZJf&Ox  
13.8 运行模拟 182 g|->W]q@;  
13.9 创建脚本 184 @"A 5yD5
  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ^Ifm1$X}  
14.1 理论背景 186 a5s
aN5)H  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 <DPRQhNW]  
14.3 生成脚本数据 190 "C&>$h_%  
14.4 导出散射数据 193 e`H>}O/ai  
14.5 创建臂 194
r_T"b  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 _9H]:]1QH  
14.7 加载两个臂的文件 200 o|vL:| 8Q  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 FG+pR8aA$  
14.9 连接元件 202 ,c$tKj5ulQ  
14.10 运行模拟 203 nM:<l}~v{  
14.11 创建图以查看结果 204 D`!BjhlW  
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