[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 n** W  
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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。 |WwC@3)  
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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。 R~ n[g  
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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。 k+b!Lw!L  
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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。 yK9:LXhf  
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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。 -|V
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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 |iSd
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目 录 R `K1L!`3  
1 入门指南 4 w]1hoYuV  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 u|(;SY  
1.2 OptiBPM简介 5 lEAf\T7  
1.3 光波导介绍 8 Ck1{\=t  
1.4 快速入门 8 t?1b(o
J  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 wH]5VltUT1  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 a=_+8RyVQ  
2.2 定义布局设置 29 F-R5Ib-F*A  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 D*=.;Rq  
2.4 插入input plane 35 c o 8bnH  
2.5 运行模拟 39 nMM:Tr  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 <=nOyT9  
3 创建一个单弯曲器件 44 >G9YYt~  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 f?JP=j  
3.2 定义布局设置 45 i1dE.f;  
3.3 创建一个弧形波导 46 &c[ISc>N{  
3.4 插入入射面 49 PPA
cEXsIu  
3.5 选择输出数据文件 53 w`YN#G  
3.6 运行模拟 54  ^t}1$H  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 :_8Nf1B+T  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 -#Bk  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ]A&pXAM  
4.2 定义布局设置 61 lxsn(- j  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 'vwu^u?  
4.4 插入输入面 62 N T>[ 2<  
4.5 运行模拟 63 kk>z,A4 h_  
4.6 预览最大值 65 u']}Z%A9`  
4.7 绘制波导 69 0gRm LX  
4.8 指定输出波导的路径 69 NR3h|'eC  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 9ls*L!Jw  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 tdsfCvF=a  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 sTS/]"l  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 }Y"vUl_I2  
5.1 定义波导材料 75 LzTdi%u$0|  
5.2 定义布局设置 76 ;I9g;}  
5.3 创建波导 76 vw6>eT  
5.4 修改输入平面 77 2kcDJ{(  
5.5 指定波导的路径 78 Q7#t#XM  
5.6 运行模拟 79 0`/CoP<U  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 `mthzc3W  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ]JR2Av  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 :b0|v`FU  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 m[CyvcF*u  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 <A(Bq'eQM  
6.2 定义布局结构 89 U7''; w  
6.3 绘制并定位波导 91 2>[xe  
6.4 生成布局脚本 95 8<x& Xd  
6.5 插入和编辑输入面 97 m3~_uc/+D  
6.6 运行模拟 98 V.%LA.8  
6.7 修改布局脚本 100 uPy5<c  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 388vdF  
7 应用预定义扩散过程 104 ;t M  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 $V!25jQ  
7.2 定义布局设置 106 ik](k"1{  
7.3 设计波导 107 i&%m^p
 
7.4 设置模拟参数 108 Qz89=#W  
7.5 运行模拟 110 ~{GTL_w  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 vjzG H*  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 $<9u:.9xf  
7.8 添加一个新的轮廓 111 (_]!}N  
7.9 创建上方的线性波导 112 *+XiBho  
8 各向异性BPM 115 s(?%A  
8.1 定义材料 116 mMvAA;  
8.2 创建轮廓 117 d}%-vm} 0  
8.3 定义布局设置 118 ;%Px~g  
8.4 创建线性波导 120 =XtQ\$Pax  
8.5 设置模拟参数 121 !9{UBAh  
8.6 预览介电常数分量 122 Qea"49R  
8.7 创建输入面 123 t(dVd%  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 E%(s=YhW  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 tJ7F.}\;C  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Y9gw ('\w  
9.2 定义布局设置 130 4AKr.a0q  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 4l{$dtKbI  
9.4 编辑输入平面 132 Mna yiJl  
9.5 设置模拟参数 134 <W>A }}q  
9.6 运行模拟 135 g*(z.  
10 电光调制器 138 &2U%/JqY  
10.1 定义电解质材料 139 a#
{"3Z2|  
10.2 定义电极材料 140 :|$cG~'J  
10.3 定义轮廓 141 "GR*d{  
10.4 绘制波导 144 "*t0 t  
10.5 绘制电极 147 :p,|6~b$  
10.6 静电模拟 149 ;c>"gW8  
10.7 电光模拟 151 j RcE241  
11 折射率(RI)扫描 155 x=IZ0@p  
11.1 定义材料和通道 155 wJ
pb$;  
11.2 定义布局设置 157 U
<Tv<7`  
11.3 绘制线性波导 160 nu7 R  
11.4 插入输入面 160 vy}_aD{B  
11.5 创建脚本 161 ;[UI]?A%  
11.6 运行模拟 163 :V5 Co!/+  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 SMIDW}U2S  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 .d}yQ#5z  
12.1 定义材料 165 Lui6;NY  
12.2 创建参考轮廓 166 e@ D}/1~=  
12.3 定义布局设置 166 deArH5&!  
12.4 用户自定义轮廓 167 {hJCn*m_   
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 s+v9H10R
 
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 1U#W=Fg'  
13.1 定义材料 173 -(F}=o'  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 xEurkR  
13.3 定义晶圆 174 8b.k*,r>  
13.4 创建器件 175 k}F7Jw#.  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 f|M^UHt8*  
13.6 定义电极区域 178 g-wE(L  
S*=^I2;  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 S9P({iZK  
13.8 运行模拟 182 >qB`03>  
13.9 创建脚本 184 =DfI^$Lr:  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ,hu@V\SKv  
14.1 理论背景 186 bR)P-9rs  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 u9|Eos i  
14.3 生成脚本数据 190 u-|%K.A  
14.4 导出散射数据 193 8^+|I,  
14.5 创建臂 194 Be]z @E1x  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 $)"T9$>$  
14.7 加载两个臂的文件 200 )K@D4sl  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 {Kr}RR*{X  
14.9 连接元件 202 ;"0bVs`.^e  
14.10 运行模拟 203 APF`b  
14.11 创建图以查看结果 204 P8ej9ULX,  
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