[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 E+cx8(   
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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。 N?IdaVLj  
Cz6bD$5  
OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 M[cAfu  
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 w|f@sB>j  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 lib}dk  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 U/ax`_  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 Z%JAX>v&B  
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目 录 Zt}b}Bz  
1 入门指南 4 MAQ-'s@  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 a:s$[+'Y  
1.2 OptiBPM简介 5 5%+epzy  
1.3 光波导介绍 8 !-t"}^)  
1.4 快速入门 8 f8-~&N/_R  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ?*6Q;.f<  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 q#K0EAgC  
2.2 定义布局设置 29 u qA!#E
 
2.3 创建一个MMI耦合器 31 \H 5t-w=  
2.4 插入input plane 35 !Wj`U$];  
2.5 运行模拟 39 #<G:&  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 5=V29  
3 创建一个单弯曲器件 44 W6):IW(E  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 89t"2|9 u  
3.2 定义布局设置 45 $`P]%I}  
3.3 创建一个弧形波导 46 fi%lN_Ev?  
3.4 插入入射面 49 {\X$vaF  
3.5 选择输出数据文件 53 U+aiH U9  
3.6 运行模拟 54 iFZ.a.NDc  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 8mt#S  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 7Rd(,eWE@  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 NTSIClm}U
 
4.2 定义布局设置 61 ^CD?SP"i  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
j
s!C`]1  
4.4 插入输入面 62 BU|)lU5)z  
4.5 运行模拟 63 MRT<hB  
4.6 预览最大值 65 {asq[;]  
4.7 绘制波导 69 b5?kgY  
4.8 指定输出波导的路径 69 fcy4?SQ.<i  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 rr>6;  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 9P*f  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ?)Je%H  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 +pQ3bX  
5.1 定义波导材料 75 {XV'C@B  
5.2 定义布局设置 76 %'VzN3Q5V  
5.3 创建波导 76 (EH}lh}%  
5.4 修改输入平面 77 ?!
.J0q  
5.5 指定波导的路径 78 Cxe(iwa.
 
5.6 运行模拟 79 ,W;|K 5  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 bf.yA:~U  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 OLV3.~T  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 K[x=knFO   
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 (iIzoEpb8W  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 }}bMq.Q'  
6.2 定义布局结构 89 u|k_OUTq  
6.3 绘制并定位波导 91 B ]sVlbt  
6.4 生成布局脚本 95 oE2VJKs<B  
6.5 插入和编辑输入面 97 e [6F }."c  
6.6 运行模拟 98 1=e(g#Ajn\  
6.7 修改布局脚本 100  ?$y/b}8  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 BK wo2=m~  
7 应用预定义扩散过程 104 P@%L.y B  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 b$- g"F  
7.2 定义布局设置 106 c=
?Tu  
7.3 设计波导 107 d= ?lPEzSA  
7.4 设置模拟参数 108 9<kMxtk$  
7.5 运行模拟 110
Vv+ oq5hf  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 \tY7Ga%c  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 M1T.  
7.8 添加一个新的轮廓 111 L+eK)Q  
7.9 创建上方的线性波导 112 87m`K Str7  
8 各向异性BPM 115 IkxoW:L  
8.1 定义材料 116 FlY"OU*  
8.2 创建轮廓 117 1QnaZhu'  
8.3 定义布局设置 118 Zv*uUe  
8.4 创建线性波导 120 [Dmf.PUe  
8.5 设置模拟参数 121 >/NegJh'F}  
8.6 预览介电常数分量 122  vNdW.V}  
8.7 创建输入面 123 m=Mk@xfQ#  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 D&pX0  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 @\M^Zuo  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ;jO+<~YP!  
9.2 定义布局设置 130 /!y;h-  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 5=}CZYWB  
9.4 编辑输入平面 132 `:jF%3ks+0  
9.5 设置模拟参数 134 N/<c;"o  
9.6 运行模拟 135 }5}>B *  
10 电光调制器 138 PYzTKjw  
10.1 定义电解质材料 139 UUa@7|x  
10.2 定义电极材料 140 . ~a~(|  
10.3 定义轮廓 141 pbIVj3-lY  
10.4 绘制波导 144 hlz/TIP^N3  
10.5 绘制电极 147 !|z!e>0  
10.6 静电模拟 149 ed`7GZB  
10.7 电光模拟 151 BB ::zBg  
11 折射率(RI)扫描 155 g>`D!n::n  
11.1 定义材料和通道 155 1]vDM&9  
11.2 定义布局设置 157 c?aOX/C'  
11.3 绘制线性波导 160 9xE_Awlc85  
11.4 插入输入面 160 madbl0[y.  
11.5 创建脚本 161 q'IMt7}  
11.6 运行模拟 163 ?FEh9l)d\  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Cv4nl7A'  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 =kzHZc  
12.1 定义材料 165 "?FBbJ  
12.2 创建参考轮廓 166 J aJ/|N  
12.3 定义布局设置 166 M&sQnPFH  
12.4 用户自定义轮廓 167 &7\fj  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 '-$cvH7_  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 1u(n[<WtT_  
13.1 定义材料 173 5KIhk`S  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 @W~aoq6  
13.3 定义晶圆 174 y(E<MRd8V  
13.4 创建器件 175 n</Rd=  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Nus]]Iy-g  
13.6 定义电极区域 178 l-x-
 
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 2 gca*  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 77wod}h!:  
13.8 运行模拟 182 +At0V(  
13.9 创建脚本 184 n-,mC/4  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 QjYw^[o  
14.1 理论背景 186 |$+/IxDP  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 YkFERIa076  
14.3 生成脚本数据 190 FPPl^  
14.4 导出散射数据 193 h`(VMf'#  
14.5 创建臂 194 mHJGpJ=a-  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 /;!I.|j  
14.7 加载两个臂的文件 200
)h{+pK  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Md8<IFi9]Q  
14.9 连接元件 202 Y]5MM:mI  
14.10 运行模拟 203 yL -}E  
14.11 创建图以查看结果 204 T[c-E*{hR  
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