[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 0r
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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。 /?b{*<TK  
0%q H=do6  
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。  T-+ uQ3  
R[*n3 wB  
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。 E="uDHw+  
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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。 Eht8~"fj  
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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。 C(8!("tU  
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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 > sQ&5-i  
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目 录 %~>-nqS  
1 入门指南 4 p=kt+H&;  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 yOAC<<Tzus  
1.2 OptiBPM简介 5 5DkEJk7a  
1.3 光波导介绍 8 0jPUDkH*  
1.4 快速入门 8 voTP,R[}85  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 <$a-.C5  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 Y7I\<JG<  
2.2 定义布局设置 29 }s6Veosl  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 -yBj7F|  
2.4 插入input plane 35 fU$_5v4  
2.5 运行模拟 39 >p;&AaXkoG  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 m~P30)  
3 创建一个单弯曲器件 44 .j>MsQP#\C  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 |B'4wF>  
3.2 定义布局设置 45 y7rT[f/J  
3.3 创建一个弧形波导 46 :)T*:51{#  
3.4 插入入射面 49 EAxdF u  
3.5 选择输出数据文件 53 iC>%P&|-)|  
3.6 运行模拟 54 UlNV%34"  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ro3%VA=V  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 @t*D<B$  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Xh3b=i|K  
4.2 定义布局设置 61 Q00v(6V46  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ?_p!teb  
4.4 插入输入面 62 H5 :,hrZY  
4.5 运行模拟 63 Zg>]!^X8  
4.6 预览最大值 65 2m*/$GZ  
4.7 绘制波导 69 .)p%|A#^  
4.8 指定输出波导的路径 69 3p?nQ O)L  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ]
%FP*YU4O  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 f4F%\ "  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $d4&H/u^  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 V[WLS?-)  
5.1 定义波导材料 75 Br42Qo2"T>  
5.2 定义布局设置 76 'iOaj0f  
5.3 创建波导 76 #sg dMrVQ  
5.4 修改输入平面 77 ~Cg7  
5.5 指定波导的路径 78 Qnt9x,
1m_  
5.6 运行模拟 79 Uq{$j5p8  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 :xbj&
l  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 |-S+x]9  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 :*DWL!a  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 /0fHkj/J=B  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 kt\,$.
v8  
6.2 定义布局结构 89 y65lbl%Zn  
6.3 绘制并定位波导 91 E`hR(UL ?  
6.4 生成布局脚本 95 XZ3fWcw[  
6.5 插入和编辑输入面 97 jAv3qMQA  
6.6 运行模拟 98 bhbTloCR  
6.7 修改布局脚本 100 PlK3;  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 cR,'aX  
7 应用预定义扩散过程 104 fR+{gazk n  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 G
-K{  
7.2 定义布局设置 106 xO<%lq`  
7.3 设计波导 107 Dv`"3  
7.4 设置模拟参数 108 XzqB=iX  
7.5 运行模拟 110 a^E>LJL  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ocMTTVo  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 bmi",UZ:F  
7.8 添加一个新的轮廓 111 .XRe:\8mc  
7.9 创建上方的线性波导 112 ^8]7  
8 各向异性BPM 115 ~ qa
T jSP  
8.1 定义材料 116 fkImX:|q  
8.2 创建轮廓 117 3/uvw>$  
8.3 定义布局设置 118 i_*.
  
8.4 创建线性波导 120 @p}_"BHYWt  
8.5 设置模拟参数 121 B!8X?8D  
8.6 预览介电常数分量 122 J=(i0A  
8.7 创建输入面 123 zxD=q5in  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 2Ub-uf
kU  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 5} ur,0{  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 #CAZ}];Qx  
9.2 定义布局设置 130 @]8flb )T  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 }$qrNbLJ  
9.4 编辑输入平面 132 f\Hw Y)^>  
9.5 设置模拟参数 134 Nh/i'q/  
9.6 运行模拟 135 !$ii*}  
10 电光调制器 138 @,;h!vB*=  
10.1 定义电解质材料 139 m\/)m]wR  
10.2 定义电极材料 140 Z]bG"K3l  
10.3 定义轮廓 141 "U
hE'\()  
10.4 绘制波导 144 S~ S>62  
10.5 绘制电极 147 xfC$u`e=  
10.6 静电模拟 149 T5e#Ll/  
10.7 电光模拟 151 XeY[;}9  
11 折射率(RI)扫描 155 `d4xX@  
11.1 定义材料和通道 155 ,/TmTX--d  
11.2 定义布局设置 157 eT5IL(mH  
11.3 绘制线性波导 160 d)D!np=  
11.4 插入输入面 160 P?c V d2Y  
11.5 创建脚本 161 U 0~BcFpD  
11.6 运行模拟 163 bi+g=cS  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Eyk:pnKJb  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 lcy+2)+  
12.1 定义材料 165 *P]]7DR  
12.2 创建参考轮廓 166 "oFi+']*  
12.3 定义布局设置 166 s|c}9/Xe)  
12.4 用户自定义轮廓 167 .0gfP4{1{  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 u2$.EM/iae  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ePIN<F;
I  
13.1 定义材料 173 $UK m[:7  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 R+e)TR7+  
13.3 定义晶圆 174 G|-RscPe  
13.4 创建器件 175 c9Cc%EK  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 *)I^+zN  
13.6 定义电极区域 178 ].aFdy