[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 6>oc,=MV/  
G"OP`OMDc  
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。 ;+(VO  
o-7{\%+M  
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。 @c'iT20  
C\~}ySQc.e  
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。 8iY.!.G#|  
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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。 5*Zz_ .  
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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。 fDns r"T  
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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
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目 录 @JhkUGG]p  
1 入门指南 4 Tdh.U
{Nz  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 u;nn:K1QFr  
1.2 OptiBPM简介 5 =@4,szLO  
1.3 光波导介绍 8 Uz_ob9l<#H  
1.4 快速入门 8 y
|O3*`&m  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 &77J,\C$:  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 8/R$}b><  
2.2 定义布局设置 29 Z1q<) O1QX  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 }rmr0Bh  
2.4 插入input plane 35 :!Q(v(
M  
2.5 运行模拟 39 Xk%eU>d  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 K\Q4u4DjbJ  
3 创建一个单弯曲器件 44 W895@  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Vbp
@n  
3.2 定义布局设置 45 xM<aQf\j  
3.3 创建一个弧形波导 46 XkqsL0\  
3.4 插入入射面 49 I/St
=-;  
3.5 选择输出数据文件 53 X1B)(|7$  
3.6 运行模拟 54 U`~L}w"  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 *y<eK0  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ]#shuZ##>0  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 >V)#y$Z  
4.2 定义布局设置 61 jNX6Ct?  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 /PaS<"<P@  
4.4 插入输入面 62 X{cB%to  
4.5 运行模拟 63 #B?lU"f8q^  
4.6 预览最大值 65 /V+7:WDj  
4.7 绘制波导 69 [g"nu0sOK  
4.8 指定输出波导的路径 69 B=W#eu <1  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 r\fkx>  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 `dX0F=Ag?  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ux^rF  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 =jm\8sl~~  
5.1 定义波导材料 75 mvpcRe <  
5.2 定义布局设置 76 &k*oG:J3  
5.3 创建波导 76 8v/,<eARJ  
5.4 修改输入平面 77 :&&s*_  
5.5 指定波导的路径 78 Q$p3cepsK  
5.6 运行模拟 79 bydI+pVMo  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 GJU(1%-  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 au=@]n#<(  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 s^PsA9EAn  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ,tZL"  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 8H};p
u2  
6.2 定义布局结构 89 I+Yq",{%  
6.3 绘制并定位波导 91 _Ad63.Uq))  
6.4 生成布局脚本 95 VPO~veQ  
6.5 插入和编辑输入面 97 45-x$o  
6.6 运行模拟 98 &QQ6F>'T  
6.7 修改布局脚本 100 ODRy  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ;=P!fvHk  
7 应用预定义扩散过程 104 PL31(!`@d  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 \L?A4Qx)_  
7.2 定义布局设置 106 )j}#6r   
7.3 设计波导 107  $P8AU81  
7.4 设置模拟参数 108 EUrIh2.Z  
7.5 运行模拟 110 1\lZ&KX$i  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ?)<zzL",  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Z-}A"n
 
7.8 添加一个新的轮廓 111 eFy {VpO+  
7.9 创建上方的线性波导 112 R$dNdd9m  
8 各向异性BPM 115 FD%OG6db];  
8.1 定义材料 116 4;32f`  
8.2 创建轮廓 117 WCqa[=v)t  
8.3 定义布局设置 118 7;.Iat9gMf  
8.4 创建线性波导 120 :!$+dr(d  
8.5 设置模拟参数 121 ^g2Vz4u  
8.6 预览介电常数分量 122 -+2A@kmEJ  
8.7 创建输入面 123 <f)T*E^5%  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 #_3ZF"[zq  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 B )\;Ja  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 1n6%EC|X  
9.2 定义布局设置 130 =%I;
Y& K  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 T#Bj5
H  
9.4 编辑输入平面 132 )3|a_   
9.5 设置模拟参数 134 hH05p!2  
9.6 运行模拟 135 g^po$%I '  
10 电光调制器 138 P%R9\iajH  
10.1 定义电解质材料 139 e^;:iJS  
10.2 定义电极材料 140 'F/uD1;  
10.3 定义轮廓 141 lc
[)Ev  
10.4 绘制波导 144 H<nA*Zf2@R  
10.5 绘制电极 147 5TeGdfu @  
10.6 静电模拟 149 f4 +P2j  
10.7 电光模拟 151 qJtLJ<=1  
11 折射率(RI)扫描 155 bQN3\mvY  
11.1 定义材料和通道 155 X4'!:&  
11.2 定义布局设置 157 F]N?_ bo  
11.3 绘制线性波导 160 fX\y/C  
11.4 插入输入面 160 Dequ'  
11.5 创建脚本 161 eQ[}ALIq  
11.6 运行模拟 163 ;/ |tU o$  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 tblduiN   
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 V4n;N  
12.1 定义材料 165 n8\88d  
12.2 创建参考轮廓 166 v/vPU  
12.3 定义布局设置 166 k7sD"xR3  
12.4 用户自定义轮廓 167 ,5T1QWn^f  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 .>}Z3jUrf  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Be\@n xV[  
13.1 定义材料 173 ;Vf{3  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 p*1B*R  
13.3 定义晶圆 174 d}|z+D  
13.4 创建器件 175 {+5Ud#\y  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 UbIUc}ge  
13.6 定义电极区域 178 ?V~vP%1  
&?xtmg<d  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 /74h+.amg  
13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 X -=M>H^  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Gv#bd05X  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 m9DTz$S.  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ]vV)$xMX  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 x",ktE>9  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 +`$$^x  
14.11 创建图以查看结果 204 w7q6v>  
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