[推荐]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 fh rS7f'Zd  
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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。
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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。 *m_B#~4  
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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 XYF$  
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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。
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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。 !KiN} p  
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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 6wk/IJ`  
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目 录 }:NE  
1 入门指南 4 N 2|?I(\B  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 R2uekpP  
1.2 OptiBPM简介 5 * !4r}h`  
1.3 光波导介绍 8 <w@ziUr  
1.4 快速入门 8 di^E8egR$  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 7g'jg7  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 e
JWcrVpn  
2.2 定义布局设置 29 5#Z>}@/  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 cuenDw=e
C  
2.4 插入input plane 35 +:@lde]/p  
2.5 运行模拟 39 KW^#DI6tr  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 <=m@Sg{o  
3 创建一个单弯曲器件 44 mj\]oWS7d  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Hggp*(AQK  
3.2 定义布局设置 45 BEn,py7  
3.3 创建一个弧形波导 46 [l;9](\8O  
3.4 插入入射面 49 ,^]yU?eU  
3.5 选择输出数据文件 53  U/v }4b  
3.6 运行模拟 54 5[^pU$Y  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 `~${fs{-`/  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 C'4gve 7!  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Y", :u@R  
4.2 定义布局设置 61 2D,EWk/4  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 u} y)'eH  
4.4 插入输入面 62 eBw6k09C+  
4.5 运行模拟 63 %`rZ]^H  
4.6 预览最大值 65 FT0HU<." 1  
4.7 绘制波导 69 {rp5qgVE<  
4.8 指定输出波导的路径 69 .Y;ljQ  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 N@Ie VF  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 [ArPoJt  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 )?@X{AN&  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 85$W\d  
5.1 定义波导材料 75 &YAw~1A  
5.2 定义布局设置 76 %!_okf  
5.3 创建波导 76 H}TzNs  
5.4 修改输入平面 77 7m{YWR0  
5.5 指定波导的路径 78 u19d!#g  
5.6 运行模拟 79 Q&p'\6~  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Yh=/?&*  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 aTJs.y-I~  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 3v oas  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 *{}Y :  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 f@:.bp8VB8  
6.2 定义布局结构 89 . 4$SNzv3V  
6.3 绘制并定位波导 91 v.wHj@  
6.4 生成布局脚本 95 MiB"CcU  
6.5 插入和编辑输入面 97 "qb1jv#to  
6.6 运行模拟 98 4dfR}C  
6.7 修改布局脚本 100 *|Cmm>z"7  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 d(LX;sq?  
7 应用预定义扩散过程 104 Wnp\yx`  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 n\l$R!zr  
7.2 定义布局设置 106 s\7]"3:wD  
7.3 设计波导 107 XMt5o&
U1  
7.4 设置模拟参数 108 RgF5w<Vd.  
7.5 运行模拟 110 IaDN[:SX  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 &f2'cR  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
y$JM=f$  
7.8 添加一个新的轮廓 111 bf9LR1  
7.9 创建上方的线性波导 112 .?C-J  
8 各向异性BPM 115 }p2YRTHx  
8.1 定义材料 116 1 uKWvp0\  
8.2 创建轮廓 117 -UJ; =/  
8.3 定义布局设置 118 az5 $.  
8.4 创建线性波导 120 +W{ELdup%q  
8.5 设置模拟参数 121 &W'X3!Te  
8.6 预览介电常数分量 122 znNJ?  
8.7 创建输入面 123 ]!v:xjzT  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 t%xD epFQ  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 rD7L==Ld  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ynWF Y<VX  
9.2 定义布局设置 130 82mKI+9&"  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 WH@CH4WM  
9.4 编辑输入平面 132 (T0%oina  
9.5 设置模拟参数 134 X>0$zE@0  
9.6 运行模拟 135 y":Y$v,P  
10 电光调制器 138 .Xq4QR .  
10.1 定义电解质材料 139 3,Dc}$t  
10.2 定义电极材料 140 s]D&):  
10.3 定义轮廓 141 ncF|wz  
10.4 绘制波导 144 :P!"'&gCL  
10.5 绘制电极 147 DU@ZLk3  
10.6 静电模拟 149 "r:i  
10.7 电光模拟 151 GI]sE]tZ  
11 折射率(RI)扫描 155 d[cqs9=
\  
11.1 定义材料和通道 155 v>e%5[F  
11.2 定义布局设置 157 O.ce"5Y^  
11.3 绘制线性波导 160 C(RZ09,.S  
11.4 插入输入面 160 @raw8w\Zj+  
11.5 创建脚本 161 x4r=ENO)q  
11.6 运行模拟 163 |oYqkP|  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 'G6M:IXno  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 # p?7{"Ep  
12.1 定义材料 165 6}Iu~|5  
12.2 创建参考轮廓 166 I UMt^z  
12.3 定义布局设置 166 (JgW")M`cY  
12.4 用户自定义轮廓 167 4| 6<nk_  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 3G4N0{i  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 t[L_n m5-  
13.1 定义材料 173 %syFHUBw  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 PT`];C(he  
13.3 定义晶圆 174 uQ}0hs  
13.4 创建器件 175 3 &aBU[  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 KGVAP  
13.6 定义电极区域 178 ~v /NG  
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