[推荐]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言  wpdEI(  
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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。 uF3p1by  
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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。 Z8dN0AqZ  
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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。 *T2&$W|_a  
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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。 q\HBAry  
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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 ,WDAcQ8\  
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目 录 KW6" +,Th  
1 入门指南 4 B*iz+"H  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 gcCYXPZp  
1.2 OptiBPM简介 5 ^%X
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1.3 光波导介绍 8 FHcqu_;J  
1.4 快速入门 8 g~H?l3v  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 u[|S*(P  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 l/UG+7  
2.2 定义布局设置 29 2[YD&  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 T\s#-f[x  
2.4 插入input plane 35 +95dz?~  
2.5 运行模拟 39 @?=)}2=|?i  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 x7
1!r
 
3 创建一个单弯曲器件 44 2P=~3g*  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 %=<NqINM[  
3.2 定义布局设置 45 h%^kA@3F  
3.3 创建一个弧形波导 46 I64:-P[\  
3.4 插入入射面 49 7%}3Ghc%  
3.5 选择输出数据文件 53 WI!z92qq[  
3.6 运行模拟 54 +}0*_VW  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 H.[&gm}p>  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 [}>6n72gNh  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 p33GKg0i+(  
4.2 定义布局设置 61 _w
/N[E  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +sluu!~  
4.4 插入输入面 62 `6sQlCOnF  
4.5 运行模拟 63 ![!b^:f  
4.6 预览最大值 65 KJC9^BAr  
4.7 绘制波导 69 &2]D+aL|h  
4.8 指定输出波导的路径 69 "#k(V=y  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 RS02>$jo  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 N,,2VSUr  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
cRr `r[t  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 P]
x+Q  
5.1 定义波导材料 75 % P)}(e6y  
5.2 定义布局设置 76 "wC5hj]  
5.3 创建波导 76 VEEeQy
  
5.4 修改输入平面 77 TXl9c6  
5.5 指定波导的路径 78 `gs,JJ6N  
5.6 运行模拟 79 0i`Zy!  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ZxPAu%Y  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 BvR3Oi@Wc  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 
j77}{5@p  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 G ]By_  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 h1o+7  
6.2 定义布局结构 89 Ol[IC  
6.3 绘制并定位波导 91 =xet+;~ji  
6.4 生成布局脚本 95 &Q+V I/p  
6.5 插入和编辑输入面 97 #p`7gFl  
6.6 运行模拟 98 QaBXzf   
6.7 修改布局脚本 100 OBSJbDqT  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 J*C*](  
7 应用预定义扩散过程 104 (UT*T  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {*$J&{6V  
7.2 定义布局设置 106 B:.;:AEbT  
7.3 设计波导 107 R_&z2I  
7.4 设置模拟参数 108 g|_*(=Q  
7.5 运行模拟 110 }0>/G?2Yp  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 M=`Se&-M  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 *~^^A9C8  
7.8 添加一个新的轮廓 111 *{s
[$}uQ  
7.9 创建上方的线性波导 112 L1 VTq9[3  
8 各向异性BPM 115 .WE0T|qDX  
8.1 定义材料 116 N<(`+?  
8.2 创建轮廓 117 Hv*O9!cC  
8.3 定义布局设置 118 qW>J-,61/  
8.4 创建线性波导 120 g(H3arb&
 
8.5 设置模拟参数 121 4344PBj  
8.6 预览介电常数分量 122 rep"xV&|>o  
8.7 创建输入面 123 FCJ(D!  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 L"/ato  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127  m:Abq`C  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 7Z3qaXPH  
9.2 定义布局设置 130 m/nn}+*C  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 rP4@K%F9jB  
9.4 编辑输入平面 132 >GUTno$J  
9.5 设置模拟参数 134 >C3 9`1  
9.6 运行模拟 135  N&.p\T&t  
10 电光调制器 138 n#/m7  
10.1 定义电解质材料 139 u;g}N'"  
10.2 定义电极材料 140 1<|I[EI  
10.3 定义轮廓 141 0O4mA&&!oK  
10.4 绘制波导 144 ,_zt?o\  
10.5 绘制电极 147 gMn)<u>  
10.6 静电模拟 149 p~ItHwiT  
10.7 电光模拟 151 O9)8a]  
11 折射率(RI)扫描 155 $7YLU{0  
11.1 定义材料和通道 155 ^umAfk5r?H  
11.2 定义布局设置 157 /WVMT]T6^,  
11.3 绘制线性波导 160 {Aw3Itef  
11.4 插入输入面 160 IPR396J+-  
11.5 创建脚本 161 {piS3xBi  
11.6 运行模拟 163 7yl'!uz)9  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 V485Yn!$(  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 a@J:*W  
12.1 定义材料 165 ApB0)N  
12.2 创建参考轮廓 166 p<34}iZ  
12.3 定义布局设置 166 7Y:s6R|  
12.4 用户自定义轮廓 167 Rby7X*.-v  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Y;>'~V#R  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 %C<eR_  
13.1 定义材料 173 b\Ub<pE  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 t+ ]+Gn  
13.3 定义晶圆 174 S(l^TF  
13.4 创建器件 175 {o`5&EoM  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 rfoCYsX'  
13.6 定义电极区域 178 "RA$Twhj  
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