[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 g~9rt_OV  
As^eL/m2L  
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。 B2_fCSlg  
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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。 Y![i=/  
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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。 &"Cy&[  
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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。  =mcQe^M  
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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。 4v5qK  
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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 /=#~8  
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目 录 CSWA/#&8>  
1 入门指南 4 wJgGw5  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 0d~?|Nv -  
1.2 OptiBPM简介 5 [(8s\>T  
1.3 光波导介绍 8 W_/$H_04+  
1.4 快速入门 8 mQU t 'j4  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ao(Lv+   
2.1 定义MMI耦合器材料 28 J=O_nup6C  
2.2 定义布局设置 29 G$/Qcr6W<  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 mmNn,>AO!  
2.4 插入input plane 35 I
>-1kFma;  
2.5 运行模拟 39 Pum&\.l  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Ts=TaRwWf  
3 创建一个单弯曲器件 44 hHOx ]  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 F6+4Yy+  
3.2 定义布局设置 45 w#L`|cYCm  
3.3 创建一个弧形波导 46 &f)pU>Di  
3.4 插入入射面 49 D7B g!*  
3.5 选择输出数据文件 53 H2+Ijn19E  
3.6 运行模拟 54 dd6l+z  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Rp_}_hL0  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 4~nf~  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Tz\v.&? $  
4.2 定义布局设置 61 :V)=/mR  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 mv/Nz?  
4.4 插入输入面 62 'auYmX  
4.5 运行模拟 63 K[9P{0hA  
4.6 预览最大值 65 x;STt3M~  
4.7 绘制波导 69 K)n058PO  
4.8 指定输出波导的路径 69 dg(sRTi{  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 1dy"  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 .NF3dC\  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 J/Ch /Sa  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ue!4By8T  
5.1 定义波导材料 75 W<~u0AyO 3  
5.2 定义布局设置 76 .=Uu{F  
5.3 创建波导 76 criNeKa  
5.4 修改输入平面 77 /|v b)J  
5.5 指定波导的路径 78 o7v9xm+  
5.6 运行模拟 79 #%z@yg  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 b0N7[M1Xl  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 zmFKd5  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ,C'mE''x  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 i>pUTT _[  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 V
Zk;{  
6.2 定义布局结构 89 vsB3n$2@u  
6.3 绘制并定位波导 91 eFQz G+/  
6.4 生成布局脚本 95 5
F 8'f)  
6.5 插入和编辑输入面 97 AC?a:{./  
6.6 运行模拟 98 j#H&~f  
6.7 修改布局脚本 100 Y)AHM0;g  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 *44E'Dxv  
7 应用预定义扩散过程 104 [F,s=,S'M  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 E@Yq2FBpnn  
7.2 定义布局设置 106 'f7s*VKG  
7.3 设计波导 107 ^|cax|
>  
7.4 设置模拟参数 108 sA,2gbW  
7.5 运行模拟 110 I$fm"N  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 kNrd=s,-]D  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 `;s#/`c|/  
7.8 添加一个新的轮廓 111 S^5Qhv  
7.9 创建上方的线性波导 112
+OOmy  
8 各向异性BPM 115 R\u5!M$::  
8.1 定义材料 116 {-)I2GJav  
8.2 创建轮廓 117 srS5-fs  
8.3 定义布局设置 118 +3R/g@n  
8.4 创建线性波导 120 [ofZ1hB4  
8.5 设置模拟参数 121 |7miT!y8  
8.6 预览介电常数分量 122 lygv#s-T  
8.7 创建输入面 123 !WD^To  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 mr XmM<  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ^`9O$.'@  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 CEI.*Iywu  
9.2 定义布局设置 130 %hRH80W|  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 )=#zMdK&  
9.4 编辑输入平面 132 Tnnj8I1v  
9.5 设置模拟参数 134 )gxZ &n6  
9.6 运行模拟 135 mk3,ke8  
10 电光调制器 138 Qf@ha  
10.1 定义电解质材料 139 IG8I<+<o  
10.2 定义电极材料 140 nS^,Sq\Ak  
10.3 定义轮廓 141 [5MV$)"!j  
10.4 绘制波导 144 .JWN\\  
10.5 绘制电极 147 qoC<qn{.a  
10.6 静电模拟 149 &f/"ir[8i  
10.7 电光模拟 151 Fma#`{va  
11 折射率(RI)扫描 155 K'U=);W  
11.1 定义材料和通道 155 zm=|#f  
11.2 定义布局设置 157 iGIry^D  
11.3 绘制线性波导 160 )!=X?fz,O  
11.4 插入输入面 160 *7yrm&@nG  
11.5 创建脚本 161 p3cb_  
11.6 运行模拟 163 poS=8mN8;  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 3s,a%GOk  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 VVi3g
  
12.1 定义材料 165 jG/@kh*m  
12.2 创建参考轮廓 166 eeOG(@@o(  
12.3 定义布局设置 166 C ?aa)H  
12.4 用户自定义轮廓 167 /}3I:aJwb  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 cx*$GaMk  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 o?wEX%  
13.1 定义材料 173 cnU()pd  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 UH7FIM7kX  
13.3 定义晶圆 174 Xcci)",!  
13.4 创建器件 175 zQsW*)L  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ce1U}">11
 
13.6 定义电极区域 178。。。。。。。 ?s9f}>  
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