[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 JY_+p9KfyQ  
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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。 .#lQZo6$\|  
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OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 SN\;&(
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X;6&:%ZL@^  
通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 p+#uPY1#  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 cQS}pQyYN  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 D9 ,~Fc  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 gV$Lfkz  
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目 录 Mp7r`A,6  
1 入门指南 4 n)^B0DnIk  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 MJ4+|riB  
1.2 OptiBPM简介 5 ;_1D-Mf  
1.3 光波导介绍 8 drNfFx2  
1.4 快速入门 8 . p<*n6E  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Q<wrO  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 GyRU/0'BME  
2.2 定义布局设置 29 %h2U(=/:  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 f*p=]]y  
2.4 插入input plane 35 )LKutN?tBy  
2.5 运行模拟 39 %dhnp9'  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 AdKv!Ta5b  
3 创建一个单弯曲器件 44 2PAotD4+I  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 J XbG|L  
3.2 定义布局设置 45 {6 C!^ 5  
3.3 创建一个弧形波导 46 LmseY(i N  
3.4 插入入射面 49 u4rGe!  
3.5 选择输出数据文件 53 cRI&cN"o  
3.6 运行模拟 54 =Pd3SC})6V  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 SHIK=&\~-  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 #zZQ@+5zw  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 H+;>>|+:~  
4.2 定义布局设置 61 yAW%y  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 3K_
J"B*7  
4.4 插入输入面 62 m!tB;:6  
4.5 运行模拟 63 }3V Q*'X>i  
4.6 预览最大值 65 >#)^4-e  
4.7 绘制波导 69 W(9-XlYKE  
4.8 指定输出波导的路径 69 0\k2F,:%4  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 TMT65X!  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 :-69,e  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 -'*B
%yy  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 %f*8JUE16  
5.1 定义波导材料 75 L|u\3.:  
5.2 定义布局设置 76 G ZDyw9  
5.3 创建波导 76 !Hr~B.f7  
5.4 修改输入平面 77 z^ rf;  
5.5 指定波导的路径 78 oDrfzm|[Y  
5.6 运行模拟 79 l> W?XH  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 zr-HL:js  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 p
>Qzz`@e  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Xt_8=Q  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 a[1^)=/DM  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 qm{(.b^  
6.2 定义布局结构 89 OT+=H)/  
6.3 绘制并定位波导 91 -2{NI.-Xd  
6.4 生成布局脚本 95 XBh0=E?qiS  
6.5 插入和编辑输入面 97 Uz} #.  
6.6 运行模拟 98 b>er'U  
6.7 修改布局脚本 100 ^yb3L1y  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 .!/DM-C  
7 应用预定义扩散过程 104 wzwEYZN(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 8LB,8*L^  
7.2 定义布局设置 106 *GH`u*C_  
7.3 设计波导 107 !9_HZ(W&  
7.4 设置模拟参数 108 |a*VoMZ  
7.5 运行模拟 110 #.'0DWT\-  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ^<}9#q/rt  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 |A0BYzlVc  
7.8 添加一个新的轮廓 111 Ej~vp2  
7.9 创建上方的线性波导 112 sf<S#;aYqn  
8 各向异性BPM 115 =\"88e;b2  
8.1 定义材料 116 3"NO"+Q  
8.2 创建轮廓 117 {E@Fk,  
8.3 定义布局设置 118 m9o{y6_j*  
8.4 创建线性波导 120 o^&u?F9  
8.5 设置模拟参数 121 GL-v</2'U  
8.6 预览介电常数分量 122 6!*be|<&  
8.7 创建输入面 123 ZVs]_`(+  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ^a^b
sKW  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 K!Te*?b  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 q^; SZ^yW5  
9.2 定义布局设置 130 6<u=hhL  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 -K
eoq  
9.4 编辑输入平面 132 8Wqh 8$  
9.5 设置模拟参数 134 mvgsf(a*'  
9.6 运行模拟 135 d,8L-pT$FM  
10 电光调制器 138 ZP~Mgz{f  
10.1 定义电解质材料 139 #s>AiD  
10.2 定义电极材料 140 e=Ko4Ao2y  
10.3 定义轮廓 141 JZI)jIh  
10.4 绘制波导 144 kw{dvE\K  
10.5 绘制电极 147 ~"|MwR!0  
10.6 静电模拟 149 6 <XQ'tM]N  
10.7 电光模拟 151 : fMQ,S0  
11 折射率(RI)扫描 155 Heh.CD)Q  
11.1 定义材料和通道 155 tg-U x  
11.2 定义布局设置 157 =1sGT;>  
11.3 绘制线性波导 160 8?LsV<  
11.4 插入输入面 160 i^T@jg+K  
11.5 创建脚本 161 \kWL:uU  
11.6 运行模拟 163 K)b@,/5  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 \A7{kI  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 |ecK~+  
12.1 定义材料 165 &n$kVNE  
12.2 创建参考轮廓 166 -UY5T@as  
12.3 定义布局设置 166 Cm@rXA/  
12.4 用户自定义轮廓 167 _|+}4 ap  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 m';j#j)w  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 "o_s=^U  
13.1 定义材料 173 E{s
p  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 =r|e]4  
13.3 定义晶圆 174 3PkVMX
 
13.4 创建器件 175 f euATL]  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Y*VF1M,2_  
13.6 定义电极区域 178 WbJ|]}hJ\  
q)j b9e   
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 d~
#B,+  
13.8 运行模拟 182 \ SCi\j/a(  
13.9 创建脚本 184
mR,w~wP  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 n8 UG{. =  
14.1 理论背景 186 ^AhV1rBB  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 
_E %!5u  
14.3 生成脚本数据 190 j<NZ4Rf  
14.4 导出散射数据 193 C)UL{n  
14.5 创建臂 194 [=<vapZt  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Gh%R4)}  
14.7 加载两个臂的文件 200 [}$jO,H5r  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 -al\*XDz  
14.9 连接元件 202 :j2?v(jT_l  
14.10 运行模拟 203 AQ%B&Q(V1  
14.11 创建图以查看结果 204 H 48YX(HI