[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 rVp^s/A^;  
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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。 nI8zT0o  
A:5P  
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。 a>k9& w  
GK#D R/OM  
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。 ruy?#rk  
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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。 M%s!qC+  
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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。 Q+Eqaz`  
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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 ?',Wn3A  
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目 录 W9{y1,G9  
1 入门指南 4 .GWN~iR(  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ,I:[-|Q  
1.2 OptiBPM简介 5 _S CY e  
1.3 光波导介绍 8 jH<,dG:{  
1.4 快速入门 8 LYTnMrM  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 H7f Xg  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ,<[x9 "3\  
2.2 定义布局设置 29 {vur9L  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ]-l4  
2.4 插入input plane 35 milQxSpj  
2.5 运行模拟 39 ){w!<Lb  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 y8]vl;88yY  
3 创建一个单弯曲器件 44 ~eUv.I/  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Pt'=_^Io  
3.2 定义布局设置 45 lo36b zbT  
3.3 创建一个弧形波导 46 M`xI N~  
3.4 插入入射面 49 p$<){,R  
3.5 选择输出数据文件 53 Se(apQH  
3.6 运行模拟 54 2 S2;LB  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 biVsbxYurq  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 Me^L%%:@  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
,,-j5Y  
4.2 定义布局设置 61 m*v@L4t(1  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 2SKtdiY  
4.4 插入输入面 62 o@YEd
d  
4.5 运行模拟 63 },#AlShZu  
4.6 预览最大值 65 _V` QvnT}  
4.7 绘制波导 69 >Fc=F#tA9  
4.8 指定输出波导的路径 69 9xL`i-7]  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ~u r}6T  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 51'V[tI;8  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 .L^F4  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 " pL5j  
5.1 定义波导材料 75 /}s#   
5.2 定义布局设置 76 5'EoB^`8N~  
5.3 创建波导 76 pWKI^S  
5.4 修改输入平面 77 zF&_9VNk=c  
5.5 指定波导的路径 78 KC54=Rf  
5.6 运行模拟 79 N]G`]  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 oM,UQ!x<  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ,|w,  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Nl{on"il  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 U)1hC^[!   
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ,_:6qn{  
6.2 定义布局结构 89 H+Q_%%[N  
6.3 绘制并定位波导 91 t<cWMx5ra  
6.4 生成布局脚本 95 I!.-}]k  
6.5 插入和编辑输入面 97 )(yKm/50  
6.6 运行模拟 98 `Vh&XH\S  
6.7 修改布局脚本 100 >8injW352  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ^{-Z3Yxd  
7 应用预定义扩散过程 104 YwJ<0;:+hS  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Vtk}>I@%  
7.2 定义布局设置 106 hxGo~<. :  
7.3 设计波导 107 b=:%*gq,  
7.4 设置模拟参数 108 M,SIs 3  
7.5 运行模拟 110 7Ur'@wr  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 dkZ[~hEQG-  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 t0)hdX  
7.8 添加一个新的轮廓 111 5_SxX@fW%  
7.9 创建上方的线性波导 112 ]kH8T'  
8 各向异性BPM 115 R#/0}+-M  
8.1 定义材料 116 [O6JVXO>  
8.2 创建轮廓 117 83Fmu/(  
8.3 定义布局设置 118 P2 +^7x?  
8.4 创建线性波导 120 7gt%[r M  
8.5 设置模拟参数 121  "-G&]YMl  
8.6 预览介电常数分量 122 J#G\7'?{  
8.7 创建输入面 123 r7v1q  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 2O`s'&.h  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 (@xr/9:i  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 a<Ps6'  
9.2 定义布局设置 130 -J++b2R\%  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 9bD ER  
9.4 编辑输入平面 132 xGX U7w:X  
9.5 设置模拟参数 134 @oFuX.  
9.6 运行模拟 135 OWmI$_L  
10 电光调制器 138 =7zvp,B  
10.1 定义电解质材料 139 ~93+Oxg  
10.2 定义电极材料 140 qox@_  
10.3 定义轮廓 141 \p!mX|  
10.4 绘制波导 144 ra{HlB{  
10.5 绘制电极 147 2}.EFQp+  
10.6 静电模拟 149 ( z.\,M  
10.7 电光模拟 151 3yM!BTlX  
11 折射率(RI)扫描 155 !:|D[1m  
11.1 定义材料和通道 155 :UDe\zcd"  
11.2 定义布局设置 157 Mj:=$}rs^  
11.3 绘制线性波导 160 Yn-;+ 4 K  
11.4 插入输入面 160 d~O)mJ J  
11.5 创建脚本 161 n}
q/:|c  
11.6 运行模拟 163 }_cX" s  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 WOf*1C  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 4+au6ABy  
12.1 定义材料 165 $-_@MT~  
12.2 创建参考轮廓 166 )>WSuf j  
12.3 定义布局设置 166 )}T0SGY  
12.4 用户自定义轮廓 167 MJ`BlE,Fmb  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 1.q a//'RW  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ~H`(zzk  
13.1 定义材料 173 I#](mRJ6  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 +q)B4A'J!  
13.3 定义晶圆 174 _,E! <  
13.4 创建器件 175 bOdyrynh  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 O`='8'6zW\  
13.6 定义电极区域 178 #jX%nqMxW  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 7f q\ H{  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 *Duxabo?  
13.8 运行模拟 182 PH]ui=  
13.9 创建脚本 184 nV?e
(}D  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 "?Xb$V7  
14.1 理论背景 186 2ee((vO&  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 S
cTeh  
14.3 生成脚本数据 190 mX QVL.P\  
14.4 导出散射数据 193 -hpMd/F
 
14.5 创建臂 194 <Z9N}wY,8  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 NFlrr*=t>  
14.7 加载两个臂的文件 200 H%`|yUE(  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 G:?l;+P1  
14.9 连接元件 202 EyPF'|Qtn  
14.10 运行模拟 203 j{;IiVHnR  
14.11 创建图以查看结果 204 5SmgE2}  
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