[产品]OptiBPM入门教程 [复制链接]

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。 9/H^t*
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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。 d#Wn[h$"  
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 l~{T#Q  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 C=EhY+5  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 04[)qPPS  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 %9.bu|`KK  
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目 录 wEv*1y4  
1 入门指南 4 DW4MA<UQ  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 m9cj7  
1.2 OptiBPM简介 5 |:/ @t  
1.3 光波导介绍 8 *<;&>w8  
1.4 快速入门 8 '9Qd.q7s|b  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 GMyoSe%1/  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ur`}v|ZY  
2.2 定义布局设置 29 k0=|10bi  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 v@]6<e$  
2.4 插入input plane 35 uk1v7#p  
2.5 运行模拟 39 +-",2d+g  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 =b|)Wnt2f  
3 创建一个单弯曲器件 44 >02i8:Tp5K  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 [lrmuf  
3.2 定义布局设置 45 YU*46 hA1B  
3.3 创建一个弧形波导 46 = c/3^e  
3.4 插入入射面 49 
yqC+P  
3.5 选择输出数据文件 53 $)Jc-V 6E  
3.6 运行模拟 54 }.w#X  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ^JiaR)#r  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 EgCp:L{  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 mp muziH  
4.2 定义布局设置 61 _TV2)  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ~rQ4n9G  
4.4 插入输入面 62 ?BXP}]  
4.5 运行模拟 63 l6yB_M
  
4.6 预览最大值 65 ~x9 W{B]  
4.7 绘制波导 69 k-;.0!D^  
4.8 指定输出波导的路径 69 
AW]("pt  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 +D6-m  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 z[_
R"+   
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 s}z(|IrH  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
^?81.b|qb  
5.1 定义波导材料 75 VuP#b'g=|]  
5.2 定义布局设置 76 3T Yo  
5.3 创建波导 76 ZY~zpC_  
5.4 修改输入平面 77 &8IWDx.7}  
5.5 指定波导的路径 78 =]2 b8  
5.6 运行模拟 79 zlC^  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 iW1$!l>v  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 }6yxt9  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ,S7~=S  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 #mi0x06  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 P6.)P|n7=  
6.2 定义布局结构 89 6kgCS{MZ  
6.3 绘制并定位波导 91 '33Yl+h  
6.4 生成布局脚本 95 n-L]YrDPK[  
6.5 插入和编辑输入面 97 oX%PsS  
6.6 运行模拟 98 \emT:Frb  
6.7 修改布局脚本 100 9RbGa Y&  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 rPrEEWS0)  
7 应用预定义扩散过程 104 i2`.#YJ&v  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 6i*p +S?U"  
7.2 定义布局设置 106 !nZI? z;  
7.3 设计波导 107 vr8J*36{  
7.4 设置模拟参数 108 N9fUlXhR  
7.5 运行模拟 110 
Cb!`0%G  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 FE^?U%:u@  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 WVBE>TB  
7.8 添加一个新的轮廓 111 ^D>/wX\u  
7.9 创建上方的线性波导 112 @k#z&@b  
8 各向异性BPM 115 f@,hO5h(_|  
8.1 定义材料 116 A3<P li  
8.2 创建轮廓 117 * wQZ'  
8.3 定义布局设置 118 .q~,.yI&j  
8.4 创建线性波导 120 U?+30{hb  
8.5 设置模拟参数 121 ; HR\R  
8.6 预览介电常数分量 122 s%0[
DO3NV  
8.7 创建输入面 123 $! fz~  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 hx2!YNx !  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 3P<Zzt%eT  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 q=j/s4~  
9.2 定义布局设置 130 oIu,rjb  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 q]wn:%rX  
9.4 编辑输入平面 132 $bM#\2'  
9.5 设置模拟参数 134 0t/z"  
9.6 运行模拟 135 HY%6eUhj  
10 电光调制器 138 Bm2}\KOI  
10.1 定义电解质材料 139 2t Z\{=  
10.2 定义电极材料 140 cZ7F1H~  
10.3 定义轮廓 141 2#Q"@  
10.4 绘制波导 144 3n=O8Fp  
10.5 绘制电极 147 JsoWaD  
10.6 静电模拟 149 RvgAI`T7$  
10.7 电光模拟 151 }
f0^9(  
11 折射率(RI)扫描 155 V< 9em7
 
11.1 定义材料和通道 155 X/?h!
Y}  
11.2 定义布局设置 157 joSr,'x  
11.3 绘制线性波导 160 t'_,9  
11.4 插入输入面 160 FC/>L  
11.5 创建脚本 161 IhFw{=2*  
11.6 运行模拟 163 V!
aC#^  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 [fJFH^&?hr  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 LI5cUCl  
12.1 定义材料 165 1 _:1/~R1  
12.2 创建参考轮廓 166 QKuc21  
12.3 定义布局设置 166 O(WMTa'%  
12.4 用户自定义轮廓 167 NVM2\fs  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 1.cUolnr  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 tMs|UC  
13.1 定义材料 173 SieV%T0t1  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 w7]p9B  
13.3 定义晶圆 174 k)4lX|}Vm  
13.4 创建器件 175 4UX]S\X  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Wb
-'E%K  
13.6 定义电极区域 178 ]|\>O5eeu  

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