[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 s~G{-)*  
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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。 \>k+Oyj  
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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。 {c;3$  
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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。 pM3BBF%  
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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。 V;jz0B  
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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。 Q2Rj0E`  
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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 .<dmdqk]  
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目 录 }^muAr  
1 入门指南 4 /Ny&;Y  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 'Nh^SbD+_|  
1.2 OptiBPM简介 5 eORt qX8*  
1.3 光波导介绍 8 $$a"A(Y  
1.4 快速入门 8 i7FEjjGtG  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 iweP3u##  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 rAKdf??  
2.2 定义布局设置 29 !T*izMX}  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 \IKr+wlN8  
2.4 插入input plane 35 art{PV
4-  
2.5 运行模拟 39 =R05H2hs  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 W4<}w-AoEp  
3 创建一个单弯曲器件 44 |NI0zd  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 X6)LpMm  
3.2 定义布局设置 45 &kG<LGXP#  
3.3 创建一个弧形波导 46 >qE$:V"_5  
3.4 插入入射面 49 nV,a|V5Xm  
3.5 选择输出数据文件 53 <\5{R
@A*6  
3.6 运行模拟 54 ZU`"^FQ3A  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 .qZ<ROZ  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 <x/&Ml+  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 4t":WutC  
4.2 定义布局设置 61 M0|z^2  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 FB@G.f  
4.4 插入输入面 62 6[cMPp x  
4.5 运行模拟 63 d^7<l_u~ !  
4.6 预览最大值 65 YW*ti|u|w  
4.7 绘制波导 69 <%5ny!]  
4.8 指定输出波导的路径 69 344- ~i*  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 R&?p^!`%  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 N67m=wRx  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 j0J6ySlY  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 OA_ %%A;o  
5.1 定义波导材料 75 E:2Or~  
5.2 定义布局设置 76 sS._N@f  
5.3 创建波导 76 +p2)uXqW  
5.4 修改输入平面 77 C`fQ` RL\  
5.5 指定波导的路径 78 o!Y7y1$  
5.6 运行模拟 79 NOvN8.K%  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 y&UsSS  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 bS*9eX=K  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 MZ0 J/@(  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ).\%a h  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 SJ<nAX  
6.2 定义布局结构 89 "bJWyUb  
6.3 绘制并定位波导 91 q:fkF^>  
6.4 生成布局脚本 95 :V&#Oo  
6.5 插入和编辑输入面 97 zMtx>VI
 
6.6 运行模拟 98 T{Av[>M  
6.7 修改布局脚本 100 rAgb<D@,H  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 l2i[wc"9  
7 应用预定义扩散过程 104 v81<K*w`P  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 )KG.:BO<  
7.2 定义布局设置 106 _G@)Bj^*  
7.3 设计波导 107 i6aM}p<  
7.4 设置模拟参数 108 ^)TZHc2a[  
7.5 运行模拟 110 Q/I/>6M7UZ  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ta%yQd
7  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 xtyOG  
7.8 添加一个新的轮廓 111 S3$&}I <  
7.9 创建上方的线性波导 112 b-,4< H8m  
8 各向异性BPM 115 +JsMYv  
8.1 定义材料 116 nH_M#  
8.2 创建轮廓 117 PY[nnoF"|  
8.3 定义布局设置 118 ^?}-x  
8.4 创建线性波导 120 z#m ~}  
8.5 设置模拟参数 121 `p#tx.o  
8.6 预览介电常数分量 122 4}`z^P<C  
8.7 创建输入面 123 %py3fzg  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 7_HFQT1.N  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 =bgWUu\F  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 DHQS7%)f`  
9.2 定义布局设置 130 pLSh +*F  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 IK1'" S|  
9.4 编辑输入平面 132 wDR/Vr"f  
9.5 设置模拟参数 134 z9Z4MXl  
9.6 运行模拟 135 F/V-@SF  
10 电光调制器 138 MroN=%|t  
10.1 定义电解质材料 139 }k;wSp[3  
10.2 定义电极材料 140 j<'ftK
k  
10.3 定义轮廓 141 Hsn'"  
10.4 绘制波导 144 BMug7xl"  
10.5 绘制电极 147 ;6:9EEd  
10.6 静电模拟 149 .+A)^A  
10.7 电光模拟 151 y4U|~\]  
11 折射率(RI)扫描 155 F/x2}'
 
11.1 定义材料和通道 155 $GP66Ev  
11.2 定义布局设置 157 ,p{naT%R  
11.3 绘制线性波导 160 P gK> Z,  
11.4 插入输入面 160 g6Nw].{  
11.5 创建脚本 161 H_<hZUB  
11.6 运行模拟 163 DQRr(r~2Kj  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 |$aTJ9 Iq:  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 etkKVr;Kv  
12.1 定义材料 165 JVk"M=c  
12.2 创建参考轮廓 166 f+iM_MI  
12.3 定义布局设置 166 >@wyiBU  
12.4 用户自定义轮廓 167 vgvJ6$#  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 |#_`aT"  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 UOAL7  
13.1 定义材料 173 P]b *hC  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 I!OV+utF  
13.3 定义晶圆 174 SBynu  
13.4 创建器件 175 :^oF0,-qZ  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 I? o)X!  
13.6 定义电极区域 178 R#0Z  
X=U>r  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 qS{E+
)P  
13.8 运行模拟 182 .S{FEV  
13.9 创建脚本 184 AVnH|31dC~  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 nc2=S^Fqu  
14.1 理论背景 186 +I$,Y~&`>  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ^c-8~r|y,  
14.3 生成脚本数据 190 T)Zef  
14.4 导出散射数据 193 ].Sz2vI  
14.5 创建臂 194 x@)G@'vV|  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 %A$5mi^  
14.7 加载两个臂的文件 200 \}n\cUy-  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 %4QpDt  
14.9 连接元件 202 q?
* z<)#  
14.10 运行模拟 203 ^cnTZzT#Q  
14.11 创建图以查看结果 204 D^Gs_z$['