[推荐]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 0muC4  
(Kwqa"Hk4{  
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。 X3\PVsH$K  
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OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 2}A)5P*K  
{YgU23;q  
通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 <@<bX  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 *^uK=CH1?(  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 -BH/)$-$  
*3H=t$1G}  
《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 16zReI(  
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y)fMVD"(  
目 录 /@F'f@;  
1 入门指南 4 ->rqr#  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 3'Y-~^ml|  
1.2 OptiBPM简介 5 {+WBi(=W  
1.3 光波导介绍 8 -67Z!N  
1.4 快速入门 8 =I`S7oF  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 |n/;x$Cb  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 !?nO0Ao-$  
2.2 定义布局设置 29 } Bf@69  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 (dq_,LI  
2.4 插入input plane 35 TP rq:"K  
2.5 运行模拟 39 ,*J@ic7"  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 mol,
iM*l  
3 创建一个单弯曲器件 44 Nv
gi&iBh8  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 y>EW,%leC  
3.2 定义布局设置 45 `(FjOd K  
3.3 创建一个弧形波导 46 ]SCHni_  
3.4 插入入射面 49 !0W(f.A{K  
3.5 选择输出数据文件 53 @G"nkB   
3.6 运行模拟 54 2g= 6s  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 G*I  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 f~NS{gL*  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 7|5kak>=  
4.2 定义布局设置 61 ,VS\mG/}s  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 $@L;j  
4.4 插入输入面 62 9"S2KT@8  
4.5 运行模拟 63 SZF 8InyF  
4.6 预览最大值 65 #<xFO^TB  
4.7 绘制波导 69 gADf9x"b  
4.8 指定输出波导的路径 69 )#m{"rk[x,  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 /o9it;  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 h9QM nH'  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
f)*?Ji|5F  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 (%X *b.n=  
5.1 定义波导材料 75 !-lI<$S:  
5.2 定义布局设置 76
I{89chi  
5.3 创建波导 76 gy}3ZA*F  
5.4 修改输入平面 77 juR>4SH  
5.5 指定波导的路径 78 6
TW<,SM  
5.6 运行模拟 79 y|| n9  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 d_25]B(  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 $5i\D rs  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Gd 4S7JE  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 cg8/v:B  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 $mPR)T  
6.2 定义布局结构 89 zDdo RK@  
6.3 绘制并定位波导 91 NCKR<!(  
6.4 生成布局脚本 95 j\>&]0-Iq  
6.5 插入和编辑输入面 97 0eA<nK  
6.6 运行模拟 98 ~rV$.:%va  
6.7 修改布局脚本 100 `,V&@}&"n  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 xRWfZ3E#  
7 应用预定义扩散过程 104 HIc;Lc8$  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ^UvL1+  
7.2 定义布局设置 106 6|EOB~|  
7.3 设计波导 107 nOPB*{r|  
7.4 设置模拟参数 108 I0F[Z\U  
7.5 运行模拟 110 ? X8`+`nh  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 oO tjG3B({  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ;l;jTb^l  
7.8 添加一个新的轮廓 111 (')t>B1Z  
7.9 创建上方的线性波导 112 I%4eX0QY=z  
8 各向异性BPM 115 oc"p5Y3,Os  
8.1 定义材料 116 q?j7bp]  
8.2 创建轮廓 117 &- p(3$jn7  
8.3 定义布局设置 118 | d*<4-:  
8.4 创建线性波导 120 @g[ijs\  
8.5 设置模拟参数 121 aUMiRm-  
8.6 预览介电常数分量 122 UT@Qo}:  
8.7 创建输入面 123 #bd=G(o~6  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 .Yk}iHcW.  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 iK4\N;H  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 CZzt=9  
9.2 定义布局设置 130 g
lch06  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 <\~@l^lU  
9.4 编辑输入平面 132 S8v,'Cc  
9.5 设置模拟参数 134 |Gq3pL<jkC  
9.6 运行模拟 135 ~[!Tpq5  
10 电光调制器 138 i`i`Hu>  
10.1 定义电解质材料 139 IYe[IHny1  
10.2 定义电极材料 140 i{}m 8K)  
10.3 定义轮廓 141 !v3d:n\W8  
10.4 绘制波导 144 9uxoMjR-  
10.5 绘制电极 147 tuH#Cy  
10.6 静电模拟 149 sB0]lj-[Un  
10.7 电光模拟 151 +sx(q@  
11 折射率(RI)扫描 155 ~e|E5[-i  
11.1 定义材料和通道 155 5#z7Hj&w  
11.2 定义布局设置 157 ,M]W_\N~E  
11.3 绘制线性波导 160 ^E, #}cW  
11.4 插入输入面 160 fm#7}Y  
11.5 创建脚本 161 fhk(<KZvJ  
11.6 运行模拟 163 E.C=VfBW  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 <OiH%:G/1  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Zc";R!At  
12.1 定义材料 165 t^bh2$J  
12.2 创建参考轮廓 166 rhF2U  
12.3 定义布局设置 166 7yG%E  
12.4 用户自定义轮廓 167 B|syb!g  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 8I*yS#  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 uGC%3!f!  
13.1 定义材料 173 PYCG#U  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 2kgSIvk\  
13.3 定义晶圆 174 "Ml#,kU<T  
13.4 创建器件 175 P/S,dhs(  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 :S`12*_g"  
13.6 定义电极区域 178 VaonG]Ues  
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