[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 uXKERzg  
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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。 ndkti5L,   
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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。 nX=$EQiH  
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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。 1~PV[2a  
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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。 Iu <?&9t  
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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。 & 9<+;*/  
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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 'hs2RSq  
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目 录 <?@NRFTe  
1 入门指南 4 v+X)Qmzf~  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 l
k( }-  
1.2 OptiBPM简介 5
zaK#Z?V}  
1.3 光波导介绍 8 aL&n[   
1.4 快速入门 8 1#ft#-g}
 
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ^Gq
t+K%  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 c\Q7"!e  
2.2 定义布局设置 29 0DJ+I  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 fP(d8xTx2y  
2.4 插入input plane 35 Ac<Phy-J  
2.5 运行模拟 39 b4QI)z  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 y$_eCmq  
3 创建一个单弯曲器件 44 *exS6@N]  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 [@5Ytv H  
3.2 定义布局设置 45 u)~C;f)  
3.3 创建一个弧形波导 46 6BCf:mqP  
3.4 插入入射面 49 #3+!ee27#  
3.5 选择输出数据文件 53 i*@<y/&'  
3.6 运行模拟 54 ;JayoJ  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 {qN 5MsY  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ~1>.A(,=z  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Np"exFqN k  
4.2 定义布局设置 61 ,&R/
4:I  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 <1t*I!e_  
4.4 插入输入面 62 D?NbW @]  
4.5 运行模拟 63 LILQ\I<<'  
4.6 预览最大值 65 OUhqMVX9C  
4.7 绘制波导 69 /JWGifH  
4.8 指定输出波导的路径 69 jbS\vyG  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 'coV^~qy  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 <|SRe6m  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 lc~%=  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 j4cwI90=  
5.1 定义波导材料 75 ~2gG(1%At9  
5.2 定义布局设置 76 "-vW,7y  
5.3 创建波导 76 ]hFW73FV  
5.4 修改输入平面 77 TztAZ2C  
5.5 指定波导的路径 78 W7 #9jo  
5.6 运行模拟 79 =g|IG [V  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 AMyIAZnYq)  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 gk0(ANx  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 5'X ]k@m_  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 1$p2}Bf{n  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ^h"`}[+  
6.2 定义布局结构 89 -UOj>{-  
6.3 绘制并定位波导 91 p(/dBt[3k  
6.4 生成布局脚本 95 Vnr[}<L  
6.5 插入和编辑输入面 97 }MH0L#Tu  
6.6 运行模拟 98 @CZT  
6.7 修改布局脚本 100 N<IT w/@^  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 {z")7g ]l  
7 应用预定义扩散过程 104 fR*q?,  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 WZ*ws[dVI  
7.2 定义布局设置 106 f]\CD<g3|E  
7.3 设计波导 107 \xnWciQ#{  
7.4 设置模拟参数 108 fngOeLVG  
7.5 运行模拟 110 WRrd'{sB  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 &8g?4v  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 &QGdLXOn  
7.8 添加一个新的轮廓 111 rjp-Fw~1w  
7.9 创建上方的线性波导 112 d;>#Sxf  
8 各向异性BPM 115 `CgaS#  
8.1 定义材料 116 rU2%dkTa  
8.2 创建轮廓 117 :[hgxJu+  
8.3 定义布局设置 118 {6_|/KE9_  
8.4 创建线性波导 120 NqDHCI  
8.5 设置模拟参数 121 ?C&z]f3(:  
8.6 预览介电常数分量 122 h3z{(-~y  
8.7 创建输入面 123 'i4_`^:+  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 :uK?4  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ihP|E,L=L  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 #nK>Z[  
9.2 定义布局设置 130  ng_^  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 L.jh   
9.4 编辑输入平面 132 /oR<A  
9.5 设置模拟参数 134 'Pn3%&O$  
9.6 运行模拟 135 vA]W|sLF9  
10 电光调制器 138 7 D^gMN%p  
10.1 定义电解质材料 139 p%*%n3bw  
10.2 定义电极材料 140 r0,:J  
10.3 定义轮廓 141 pJ
t,9e6  
10.4 绘制波导 144 n=c 2Kc  
10.5 绘制电极 147 9/ibWa\.  
10.6 静电模拟 149 9&_<f}ou  
10.7 电光模拟 151 1>E<8&2[L  
11 折射率(RI)扫描 155 c%'RR?Tl  
11.1 定义材料和通道 155 3~S8!nx  
11.2 定义布局设置 157 'F$l{iR  
11.3 绘制线性波导 160 Vc2A  
11.4 插入输入面 160 *22nVKi{  
11.5 创建脚本 161 b#hDHSdZ,  
11.6 运行模拟 163 fi$-;Gz  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 I/L_@X<*r  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Qg[/%$x.  
12.1 定义材料 165 79xx2  
12.2 创建参考轮廓 166 Xt@Z}B))pu  
12.3 定义布局设置 166 i-6F:\;  
12.4 用户自定义轮廓 167 [`rba'  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 V&\[)D'c  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 )XzI #iQ  
13.1 定义材料 173 8=Z9T<K  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 3T!lA  
13.3 定义晶圆 174 o\3L}Y  
13.4 创建器件 175 s#tZg  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 UmclTGn  
13.6 定义电极区域 178 H s"HID  
h_T7% #0  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 8W#heW\-]  
13.8 运行模拟 182 @
qnD=mE  
13.9 创建脚本 184 86mp=6@  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 V*iH}Y?^p  
14.1 理论背景 186 ,}))u0q+:  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 By9*1H2R  
14.3 生成脚本数据 190 ^WNrGF  
14.4 导出散射数据 193 }XSfst5-H  
14.5 创建臂 194 kT!9`S\  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 _oUHJ~&,  
14.7 加载两个臂的文件 200 I{*<4a7q  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 .On|uC)!  
14.9 连接元件 202 Lg*B
>=  
14.10 运行模拟 203 pD01,5/  
14.11 创建图以查看结果 204 FTQ%JTgT