[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 e:DCej^z  
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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。 x}Eg.S   
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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。 v!~fs)cdE|  
3)<yod=  
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。 i &nSh ]KK  
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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。 y&$A+peJ
1  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 @1roe G  
Ju@c~Xm  
《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 nfbR P t  
Tv,[DI +  
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目 录 .5_2zat0H  
1 入门指南 4 T4Uev*A  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 _`j7clEz  
1.2 OptiBPM简介 5 {UI+$/v#  
1.3 光波导介绍 8 *w`sM%]Rq  
1.4 快速入门 8 sUO`uqZV  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 |tH4:%Q'  
2.1 定义MMI耦合器材料 28  ?(1y  
2.2 定义布局设置 29 76{G'}B  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 tCH!m
y_  
2.4 插入input plane 35 AO4U}?  
2.5 运行模拟 39 $t[FH&c(  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 >1Ibc=}g  
3 创建一个单弯曲器件 44 *~e?TfG  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 kS);xA8s]  
3.2 定义布局设置 45 K\Wkoi5  
3.3 创建一个弧形波导 46 "%w u2%i  
3.4 插入入射面 49 pz}.9 yI8  
3.5 选择输出数据文件 53 k1~&x$G  
3.6 运行模拟 54 VscE^'+  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 &DX! f  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 =
&]g "a'  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 IM'r8
V  
4.2 定义布局设置 61 0v?"tOT!  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 6<QQ@5_  
4.4 插入输入面 62 ?);v`]  
4.5 运行模拟 63 FDs>m #e  
4.6 预览最大值 65 $Ds2>G4c  
4.7 绘制波导 69 i-_mTY&
M  
4.8 指定输出波导的路径 69 +7.',@8_V  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 83_h J  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Xl#ggub?  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 +'HqgSPyb  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 AQvudx
)@"  
5.1 定义波导材料 75 K+3=tk]W9u  
5.2 定义布局设置 76 KkbDW3-  
5.3 创建波导 76 14yv$,  
5.4 修改输入平面 77 \
Gvm9M  
5.5 指定波导的路径 78 [RhO$c$[\  
5.6 运行模拟 79 LU%E:i|  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 }&J q}j  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 L#sMSVC+  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 qo bc<-  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 1>h]{%I  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 $%#!bV  
6.2 定义布局结构 89 fIU#M]Xx  
6.3 绘制并定位波导 91 aX'*pK/-  
6.4 生成布局脚本 95 uy$e?{Jf  
6.5 插入和编辑输入面 97 p_%Rt"!  
6.6 运行模拟 98 e*NnVys  
6.7 修改布局脚本 100 ?CPahU  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 bq*eH (qx  
7 应用预定义扩散过程 104 htF] W|z  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 '\iCP1>+S  
7.2 定义布局设置 106 ?Z/V~,  
7.3 设计波导 107 2^nxoye  
7.4 设置模拟参数 108 W^l-Y%a/o  
7.5 运行模拟 110 1oGw4kD^x  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 >|UOz&  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 S.NPZ39}ZE  
7.8 添加一个新的轮廓 111
e(t\g^X  
7.9 创建上方的线性波导 112 /82b S|  
8 各向异性BPM 115 +cN8Y}V  
8.1 定义材料 116 )+DmOsH  
8.2 创建轮廓 117 M .mf
w#*  
8.3 定义布局设置 118 vl:KF7:#m  
8.4 创建线性波导 120 UP,c|  
8.5 设置模拟参数 121 }o`76rDN  
8.6 预览介电常数分量 122 Rima;9.Y0  
8.7 创建输入面 123 1=V-V<  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ~Mxvq9vaD  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 wbl&  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 $ddCTS^  
9.2 定义布局设置 130 *$g-:ILRuZ  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 }5"u[Z.  
9.4 编辑输入平面 132 C~/a-  
9.5 设置模拟参数 134 wFZP,fQ9l  
9.6 运行模拟 135 vEJbA  
10 电光调制器 138 9\7en%(M  
10.1 定义电解质材料 139 T6=u P)!K  
10.2 定义电极材料 140 H4+i.*T#  
10.3 定义轮廓 141 >4CbwwMA  
10.4 绘制波导 144 Y}wyw8g/  
10.5 绘制电极 147 =UWI9M*sz  
10.6 静电模拟 149 4o[{>gW  
10.7 电光模拟 151 H qx-;F~0  
11 折射率(RI)扫描 155 F:S}w  
11.1 定义材料和通道 155 Z7Hbj!d/Sz  
11.2 定义布局设置 157 + {'.7#  
11.3 绘制线性波导 160 {)sdiE  
11.4 插入输入面 160 VI*$em O0  
11.5 创建脚本 161 m)v&v6  
11.6 运行模拟 163 7@W>E;go  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 (#c:b  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 l.M0`Cn-%  
12.1 定义材料 165 JB<t6+"rD  
12.2 创建参考轮廓 166 dSHDWu&  
12.3 定义布局设置 166
El8,,E  
12.4 用户自定义轮廓 167 1?l1:}^L  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 3ckclO\|>  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 KMax$  
13.1 定义材料 173 rYk0 ak  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ?}Y]|c^W  
13.3 定义晶圆 174 p5*EA x  
13.4 创建器件 175 ^S; -fYW2  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 1< ?4\?j  
13.6 定义电极区域 178。。。。。。。 R=\IEqqsi  
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