[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 ,[x'S>N  
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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。 OG.`\G|  
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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。 r8qee$^M  
X,p&S^  
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。 R_lNC]b0  
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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。 r6A
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iU &V}p  
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。 kn!J`"b  
OAv/P|n=  
《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 6>l-jTM  
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目 录 J%nJO3,  
1 入门指南 4 +q3W t|  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 {MIs%w.G  
1.2 OptiBPM简介 5 U-k6ZV3&8  
1.3 光波导介绍 8 ohwQ%NDl  
1.4 快速入门 8 A
/'G.H  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Ouj5NL  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ]^s4NXf+  
2.2 定义布局设置 29 Tux~4W  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 a+MC[aFr  
2.4 插入input plane 35 }ts?ZR^V,  
2.5 运行模拟 39 Rq;R{a  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 r!(~Y A  
3 创建一个单弯曲器件 44 1aSuRa  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 &We'omq  
3.2 定义布局设置 45 B6
4%| S  
3.3 创建一个弧形波导 46 g|W~0A@D  
3.4 插入入射面 49 \"n&|_SZ\  
3.5 选择输出数据文件 53 nHA2p`T  
3.6 运行模拟 54 }=wSfr9g  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ;v.l<AOE  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 8,%y`tUn>u  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 q+SDJ?v  
4.2 定义布局设置 61 %e3lb<sv6  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 JBuorc  
4.4 插入输入面 62 iE$0-Qe[3  
4.5 运行模拟 63 B [03,zVf  
4.6 预览最大值 65 ~fr1O`8  
4.7 绘制波导 69 i<-#yL5  
4.8 指定输出波导的路径 69 wZ29/{,  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 +&JF|#FQ`  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Ff|?<\x0}A  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~aBALD0D;  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 r0_3`;H  
5.1 定义波导材料 75 e=YvMg  
5.2 定义布局设置 76 P[^!Uq[0n7  
5.3 创建波导 76 >/Slk{  
5.4 修改输入平面 77 cD7q;|+  
5.5 指定波导的路径 78 ;IwC`!(#  
5.6 运行模拟 79 ^m?h .  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 89~)nV)  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 B>gC75  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 V[CS{H
y'  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 *S*;rLH9c  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 o:m:9d
n  
6.2 定义布局结构 89 m
/CA  
6.3 绘制并定位波导 91 .{~ygHQ`f  
6.4 生成布局脚本 95 _8t{4C  
6.5 插入和编辑输入面 97 :*Sl\:_X)  
6.6 运行模拟 98 !Il<'+ ^  
6.7 修改布局脚本 100 )4"G1R`3  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 r*y4Vx7  
7 应用预定义扩散过程 104 `[[ A7  
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3);R>j  
7.2 定义布局设置 106 zPZy#7/A  
7.3 设计波导 107 t4 $cMf  
7.4 设置模拟参数 108 e~jp< 4  
7.5 运行模拟 110 dfO84Z} 5  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 SkVW8n*s  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 'd'*4 )]k  
7.8 添加一个新的轮廓 111 {'EQ%H$q  
7.9 创建上方的线性波导 112 ,}F{V>dhn  
8 各向异性BPM 115 [Nsv]Yz  
8.1 定义材料 116 #*XuU8q?  
8.2 创建轮廓 117 ]#KZ W)M  
8.3 定义布局设置 118 rWAJL9M  
8.4 创建线性波导 120 ,,lrF.  
8.5 设置模拟参数 121 V]<J^m8  
8.6 预览介电常数分量 122 7l%O:M(\  
8.7 创建输入面 123 m'@NF--#Oq  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 L-",.U*;  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 XF'K dz>p  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 n:x6bPal]  
9.2 定义布局设置 130 mi6<;N2w|  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ;y Wfb|!  
9.4 编辑输入平面 132 |?i-y3N  
9.5 设置模拟参数 134 j)]mN$Sa:  
9.6 运行模拟 135  UcKpid  
10 电光调制器 138 zH
eqV  
10.1 定义电解质材料 139 h1q?kA  
10.2 定义电极材料 140 TlQu+w|  
10.3 定义轮廓 141 P]bI".A8  
10.4 绘制波导 144 IEmtt^C  
10.5 绘制电极 147 ok  iI:  
10.6 静电模拟 149 q!t_qX7u  
10.7 电光模拟 151 uR"(0_  
11 折射率(RI)扫描 155 DgGGrV`  
11.1 定义材料和通道 155 R*VJe+5w  
11.2 定义布局设置 157 uwU;glT  
11.3 绘制线性波导 160 9Qst5n\Z  
11.4 插入输入面 160 eZJrV}V  
11.5 创建脚本 161 ZEiW\ V  
11.6 运行模拟 163 g#2Q1t,~U  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 vdyLwBz:  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 f4@>7K]9TA  
12.1 定义材料 165 g/'CX}g`  
12.2 创建参考轮廓 166 YQ:FBj  
12.3 定义布局设置 166 CuR.a  
12.4 用户自定义轮廓 167 }YfM<  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 "d^hY}Xx  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 f,wB.MN  
13.1 定义材料 173 j|N;&s`  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 *VmJydd  
13.3 定义晶圆 174 wz}
BH  
13.4 创建器件 175 }'U"HHv  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 %3M1zZY  
13.6 定义电极区域 178 =$`EB  
}\!&3^I  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 *fQ$s  
13.8 运行模拟 182 !yI , ~`Z  
13.9 创建脚本 184 -|"W|K?nq  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 X~
(%Y#6  
14.1 理论背景 186 ^rO3B?_  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 wi-O}*O   
14.3 生成脚本数据 190 R2|v[nh  
14.4 导出散射数据 193 .KSPr  
14.5 创建臂 194 Oc8]A=M12  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 |]kcgLqj  
14.7 加载两个臂的文件 200 $d? N("L  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 )u)]#z  
14.9 连接元件 202 @Fv"j9j-3G  
14.10 运行模拟 203 }d?"i@[  
14.11 创建图以查看结果 204 X458%)G!(K