《OptiBPM入门教程》

前  言 aNU%OeQA  
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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。 `rJ ~*7-  
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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。 ]_xGVwem  
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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。 #l% \}OC  
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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。 >ZsK5v  
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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。 `;2`H, G'  
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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 / hdl  
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BQf+1Ly&   目 录 X_8NW,   1 入门指南 4 S$/3Kq   1.1 OptiBPM安装及说明 4 ,.F+x}   1.2 OptiBPM简介 5 iPYlTV   1.3 光波导介绍 8 O~]G(TMs8W   1.4 快速入门 8 6RodnQ   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 L KR,CPz   2.1 定义MMI耦合器材料 28 u#|Jl|aT   2.2 定义布局设置 29 XKIJ6M~5k   2.3 创建一个MMI耦合器 31 !qve1H4d2   2.4 插入input plane 35 hKeh9 Bt   2.5 运行模拟 39 ..mz!:Zs0   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 "evV/Fg(   3 创建一个单弯曲器件 44 M)Q+_c2*   3.1 定义一个单弯曲器件 44 @6`@.iZ   3.2 定义布局设置 45 C}E ea~   3.3 创建一个弧形波导 46 D8XXm lo   3.4 插入入射面 49 >(a_9l;q   3.5 选择输出数据文件 53 GdY^}TJrh   3.6 运行模拟 54 jK1! \j   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 SJ@_eir\o   4 创建一个MMI星形耦合器 60 A*;h}\n   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 LK~0ck7   4.2 定义布局设置 61 (E[hl   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 [wYQP6Cyy   4.4 插入输入面 62 IW*.B6Hw8   4.5 运行模拟 63 JpiKZG@L   4.6 预览最大值 65 .C?gnOq   4.7 绘制波导 69 \zyGJyy.   4.8 指定输出波导的路径 69 /V c!N)   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ? GW3E   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Vd~k4   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 <{uIB;P   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ')<$AMy1   5.1 定义波导材料 75 ;Yj&7k1   5.2 定义布局设置 76 d a9 *>+[   5.3 创建波导 76 ]uf_"D   5.4 修改输入平面 77 aR $P}]H   5.5 指定波导的路径 78  f;a6ux#   5.6 运行模拟 79 VTa8.(i6v   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 9hU@VPB~   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 \SR   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 dGjvSK<1@   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 $i Tgv?.Q   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 V"73^   6.2 定义布局结构 89 B;Vl+}R   6.3 绘制并定位波导 91 ]f?LQCTq<b   6.4 生成布局脚本 95 .EQFHStr   6.5 插入和编辑输入面 97 >sq9c/}X   6.6 运行模拟 98 K.~U%v}   6.7 修改布局脚本 100 mH"`46   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~gD]JiiA   7 应用预定义扩散过程 104 ~JiA   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 mHy]$Z   7.2 定义布局设置 106 nceF4Ty   7.3 设计波导 107 K9=_}lS@'   7.4 设置模拟参数 108 X(9Ff=0.~   7.5 运行模拟 110 &$[{L)D   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 gK'MUZ()   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 xB#E&}Ho   7.8 添加一个新的轮廓 111 \ZB;K~BV&   7.9 创建上方的线性波导 112 O oNAW<   8 各向异性BPM 115 r{ _'2Z_i   8.1 定义材料 116 `Ii>wb   8.2 创建轮廓 117 '`u1,h   8.3 定义布局设置 118 YX(%jcj*   8.4 创建线性波导 120 $oEDyC   8.5 设置模拟参数 121 [#tW$^UD   8.6 预览介电常数分量 122  j&9~OXYv   8.7 创建输入面 123 )NK2uD   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 57r)&8   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 FW4 hqgE@   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 %oo& M;   9.2 定义布局设置 130 Z:Wix|,ONS   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 #*~Uu.T   9.4 编辑输入平面 132 RfD$@q9   9.5 设置模拟参数 134 yY+2;`CH   9.6 运行模拟 135 }`(kX]][   10 电光调制器 138 `}bUf epMJ   10.1 定义电解质材料 139 tj0vB]c   10.2 定义电极材料 140 @tA.^k0`   10.3 定义轮廓 141 KME #5=~   10.4 绘制波导 144 3^\y>   10.5 绘制电极 147 g6farLBF   10.6 静电模拟 149 {SJLM0=Z   10.7 电光模拟 151 c8u0\X,   11 折射率(RI)扫描 155 y-U(`{[nM   11.1 定义材料和通道 155 /D q]=P   11.2 定义布局设置 157 6!$S1z#wM   11.3 绘制线性波导 160 }y1M0^M-$   11.4 插入输入面 160 >Et?7@    11.5 创建脚本 161 {:Q2Itsy   11.6 运行模拟 163 =YBJ7.Y   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 1\2 m'o   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 km^AX:r1   12.1 定义材料 165 I.> LG   12.2 创建参考轮廓 166 (R,eWWF8~   12.3 定义布局设置 166 "~ /3   12.4 用户自定义轮廓 167 Qmrcng}P   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 _C4^J   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 WXM_H0K   13.1 定义材料 173 &+ IXDU   13.2 创建钛扩散轮廓 173 OjHBzrK   13.3 定义晶圆 174 Wi[Y@   13.4 创建器件 175 cE3co(j   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Kk,->q<1   13.6 定义电极区域 178 75F&s,4+   _YY)-H   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 }8svd#S+   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 ~ 0[K%]]   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ,uw&)A   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 @6E[K'5c1   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 zb<+x(0y"   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 fkYQ3d,`   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 jC oZm(bi   14.11 创建图以查看结果 204[attachment=110575]如有需要购买请扫码联系我，谢谢 > +SEze   S$#Awen"@

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