[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 n!CP_  
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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。 +_-)0[+p  
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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。 ;*j6d3E  
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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。 :Z*02JwK  
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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。 YQB]t=Ha  
L8?Z!0D/h  
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。 u #=kb5}{  
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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 kERaY9L\  
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目 录 [6/%V>EM  
1 入门指南 4 &ls
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1.1 OptiBPM安装及说明 4 yaYIgG  
1.2 OptiBPM简介 5 {%+3D,$)  
1.3 光波导介绍 8 1=o(sIeA  
1.4 快速入门 8 2U
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2 创建一个简单的MMI耦合器 28 c@ZkX]g  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 (

F"& A?  
2.2 定义布局设置 29 [V#&sAe  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 yw3U"/yw  
2.4 插入input plane 35 b3 %&   
2.5 运行模拟 39 P7BJ?x  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 U7f&N  
3 创建一个单弯曲器件 44 r/s&ee  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 &:cTo(C'  
3.2 定义布局设置 45 vCU&yXGl  
3.3 创建一个弧形波导 46 6_`eTL=G  
3.4 插入入射面 49 Z+"E*  
3.5 选择输出数据文件 53 |qudJucV  
3.6 运行模拟 54 aD2CDu  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 b#\kZ/W  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ETH#IM8J  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 B"E(Y M  
4.2 定义布局设置 61 Velbq  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 dPdHY&#`  
4.4 插入输入面 62 RAx]Sp Q-S  
4.5 运行模拟 63 ~V$5m j  
4.6 预览最大值 65 ^x1D]+  
4.7 绘制波导 69 I`n1M+=%  
4.8 指定输出波导的路径 69 ;KjMZ(Iil1  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ywsz"/=@  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 [9W&1zY  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ?;.+A4  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Z]>e& N  
5.1 定义波导材料 75 FUTyx"   
5.2 定义布局设置 76 I}Gl*@K&O  
5.3 创建波导 76 $GfxMt  
5.4 修改输入平面 77 a~N)qYL:  
5.5 指定波导的路径 78 G
}
hkr  
5.6 运行模拟 79 },QFyT  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 O9 Au =  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 :-'ri Ry  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 2Z1(J% 7  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 \?mU$,voI  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 7QL) }b.H  
6.2 定义布局结构 89 []fj~hj  
6.3 绘制并定位波导 91 XuAc3~HAd  
6.4 生成布局脚本 95 r Xk   
6.5 插入和编辑输入面 97 T6?d`i i1  
6.6 运行模拟 98 ah@GSu;7  
6.7 修改布局脚本 100 >8HRnCyp/  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 apWrcaj  
7 应用预定义扩散过程 104 w7ABnX  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 P*^UU\x'4I  
7.2 定义布局设置 106 GH)+yD[o  
7.3 设计波导 107 oIR%{`3"I  
7.4 设置模拟参数 108 /)<7$  
7.5 运行模拟 110 <HX-qN
A?  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 K]azUK7  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Erymx$@P  
7.8 添加一个新的轮廓 111 WAXrA$:3J  
7.9 创建上方的线性波导 112 /SM#hwFxJ&  
8 各向异性BPM 115 )UU6\2^  
8.1 定义材料 116 K0!#l Br  
8.2 创建轮廓 117 E^>7jf09,  
8.3 定义布局设置 118 g
Rd1(S  
8.4 创建线性波导 120 XXdMppoR  
8.5 设置模拟参数 121 hdDI%3vk3  
8.6 预览介电常数分量 122 X/D9%[{&  
8.7 创建输入面 123 mp$II?hZ*  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 M]:B: ;  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ZFw743G  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ;."{0gq  
9.2 定义布局设置 130 KE1@z]  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 9 u89P  
9.4 编辑输入平面 132 ;iI2K/ 3  
9.5 设置模拟参数 134 @ShJ:  
9.6 运行模拟 135 .cK  
10 电光调制器 138 Z`h_oK#y15  
10.1 定义电解质材料 139 n7<-lQRaxZ  
10.2 定义电极材料 140 ~bQ:gArk  
10.3 定义轮廓 141 AyXKhj#Ml  
10.4 绘制波导 144 24k}~"We  
10.5 绘制电极 147 {*  _ W  
10.6 静电模拟 149 wA+4:CF@  
10.7 电光模拟 151 t#Yh!L6>  
11 折射率(RI)扫描 155 Ho{?m^  
11.1 定义材料和通道 155 fC:\Gh5  
11.2 定义布局设置 157 X7!A(q+h  
11.3 绘制线性波导 160 xGQ:7g+qu  
11.4 插入输入面 160 $w}aX0dK&  
11.5 创建脚本 161 ;{u#~d}  
11.6 运行模拟 163 w0OK.fj  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 V^H47O;VC  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 iFT3fP'> 5  
12.1 定义材料 165 5%$kAJZC-  
12.2 创建参考轮廓 166 c=mFYsSv  
12.3 定义布局设置 166 C /VXyl@o  
12.4 用户自定义轮廓 167 vx,6::%]  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 blS4AQ?
b^  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 l1j   
13.1 定义材料 173 ?AH<y/i<Y  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 :njUaMFoMA  
13.3 定义晶圆 174 :~(^b;yhZ  
13.4 创建器件 175 (bXp1*0 ;  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 7[,f;zG  
13.6 定义电极区域 178 jF0BWPL  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 4}
b:..Ku  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 1%{(?uz9  
13.8 运行模拟 182 2^j9m}`  
13.9 创建脚本 184 B9 {DO  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 g7ROA8xu  
14.1 理论背景 186 :\cJvm  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 *gKr1}M  
14.3 生成脚本数据 190 .5zJ bZ9  
14.4 导出散射数据 193 qTex\qP  
14.5 创建臂 194 b?^<';,5  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ?q6eV~P  
14.7 加载两个臂的文件 200 8BdeqgU/_  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 }gt~{9?c  
14.9 连接元件 202 L32ki}2  
14.10 运行模拟 203 -4a&R=%p  
14.11 创建图以查看结果 204  iSax-Mc  
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