[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 "Ot{^_e  
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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。 J3&Sj{ o  
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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。 Gl>E[iO  
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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。 C BlXC7_Mi  
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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。 \7 Mq $d  
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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。 o<J5!  
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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 Tc_do"uU  
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目 录 #eLN1q&Z  
1 入门指南 4 W.$6pzB(  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 6 [ _fD  
1.2 OptiBPM简介 5 ITc`]K  
1.3 光波导介绍 8 bK7.St  
1.4 快速入门 8 TkT-$=i  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 yoW> BX  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 WRM$DA  
2.2 定义布局设置 29 Ky6+~>  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 7@~QkTH~y  
2.4 插入input plane 35 .C?GW1[c~@  
2.5 运行模拟 39 >13/h]3
 
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 >Bx8IO1_\d  
3 创建一个单弯曲器件 44 !tr9(d  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 -t>Z 9  
3.2 定义布局设置 45 b[0S=e G  
3.3 创建一个弧形波导 46 +"Ub/[J{G1  
3.4 插入入射面 49 ~#t*pOC5BR  
3.5 选择输出数据文件 53 xFX&9^Uk  
3.6 运行模拟 54 d<v~=  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 G1p'p&x.  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 K @C4*?P  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 3W'FcE)|E  
4.2 定义布局设置 61 1t#XQ?8  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ^Po,(iIn  
4.4 插入输入面 62 raF] k0{  
4.5 运行模拟 63 6Ty3e|do  
4.6 预览最大值 65 0V7 _n  
4.7 绘制波导 69 '$*[SauAG  
4.8 指定输出波导的路径 69 19&)Yd1  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 R9r)C{63S&  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 u9,=po=+7f  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ;da4\bppt  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 LGXZx}4@;  
5.1 定义波导材料 75 IF e+B"  
5.2 定义布局设置 76 Yu;9&b  
5.3 创建波导 76 _^-D _y  
5.4 修改输入平面 77 eN4t1$  
5.5 指定波导的路径 78 :U8k|,~f  
5.6 运行模拟 79 &rcdr+'  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 |lY`9-M`I  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 '?b\F~$8  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 N-xnenci  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 -FaaFw:Z;A  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 *cPN\Iu.W  
6.2 定义布局结构 89 .}`V I`z*  
6.3 绘制并定位波导 91 }\EL;sT  
6.4 生成布局脚本 95 7<vy;"wB  
6.5 插入和编辑输入面 97 =CEHRny  
6.6 运行模拟 98 vv!Bo~L1,  
6.7 修改布局脚本 100 w~p4S+k&  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 >ks3WMm  
7 应用预定义扩散过程 104 i"<ZVw  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {x|MA(NO  
7.2 定义布局设置 106 :Fc8S9  
7.3 设计波导 107 d;<.;Od$`  
7.4 设置模拟参数 108 k5q(7&C  
7.5 运行模拟 110 Vl-D<M+ih  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 t={poQC~  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 pA*i!.E/b  
7.8 添加一个新的轮廓 111 &D)Hz  
7.9 创建上方的线性波导 112 qR_SQ VN  
8 各向异性BPM 115 k~& o  
8.1 定义材料 116 oH=4m~'V  
8.2 创建轮廓 117 4I z.fAw  
8.3 定义布局设置 118 y>
4p~  
8.4 创建线性波导 120 sFCf\y  
8.5 设置模拟参数 121 =#jTo|~u4o  
8.6 预览介电常数分量 122 NWeV>;lh9  
8.7 创建输入面 123 @PKAz&0  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Zi ma^IL  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 @kS|Jz$iY  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 OW?uZ<z  
9.2 定义布局设置 130 x4@MO|C  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ta@ISRK  
9.4 编辑输入平面 132 3F;EE:  
9.5 设置模拟参数 134 *Gf&
q  
9.6 运行模拟 135 7(H?k  
10 电光调制器 138 
/\nJ  
10.1 定义电解质材料 139 g^qz&;R]  
10.2 定义电极材料 140 IcRM4Ib))Q  
10.3 定义轮廓 141 %s]U@Ku(a  
10.4 绘制波导 144 coW)_~U|  
10.5 绘制电极 147 y
(V&z"wk[  
10.6 静电模拟 149 `Yg7,{A\J  
10.7 电光模拟 151 ,nI_8r"M>  
11 折射率(RI)扫描 155 Tq.MubaO  
11.1 定义材料和通道 155 P>>f{3e.  
11.2 定义布局设置 157 !,I7 ?O  
11.3 绘制线性波导 160 ^*HVP*   
11.4 插入输入面 160 U<K|jsFo  
11.5 创建脚本 161 b
N]\K
/  
11.6 运行模拟 163 u}^a^B$  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 hkkF1 h  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 7sCR
!0  
12.1 定义材料 165 &~z+R="=  
12.2 创建参考轮廓 166 8.:B=A  
12.3 定义布局设置 166 +Kxe ymwr2  
12.4 用户自定义轮廓 167 Z3OZPxm  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 y?[5jL|Ue  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 MX"A@p~H  
13.1 定义材料 173 u}Lc|_ea`  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 b0!*mrF]6  
13.3 定义晶圆 174 oXnC"y}0P  
13.4 创建器件 175 t`N ">c"  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 (N)r#"FV  
13.6 定义电极区域 178 lpIteZw:  
cdd P T  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 (xI)"{   
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 H(  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 8XLxT(YFIs  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 Xw&QrTDS`  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 SD)5?{6<  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 Bu*W1w\  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 !#}v:~[A  
14.11 创建图以查看结果 204 7}.#Z   
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