[推荐]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 C`QzT{6!  
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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。 9cG<hX9`F  
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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。 &$=!dA  
H=p`T+  
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。 'N\&<dT>  
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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。 Qqc]aVRF  
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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。 _fn1)  
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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 ~}'F887f  
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目 录 8]bz(P#  
1 入门指南 4 6ZOy&fd,Ty  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 xq[Yg15d%  
1.2 OptiBPM简介 5 D."=k{r.  
1.3 光波导介绍 8 Q`ME@vz  
1.4 快速入门 8 T2=HG Z  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 @0NJ{  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 p=Y>i 'CG  
2.2 定义布局设置 29 N|K4{Frm  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 vWjnI*6T#  
2.4 插入input plane 35 ^zr^ N?a  
2.5 运行模拟 39 XRtD< jlA"  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 qf#)lyr<D6  
3 创建一个单弯曲器件 44 o6a0'vU><  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 "& 25D  
3.2 定义布局设置 45 3<:jx~y>  
3.3 创建一个弧形波导 46 I:l01W;  
3.4 插入入射面 49 DHw<%Z-J  
3.5 选择输出数据文件 53 Z[?mc|*x  
3.6 运行模拟 54 KpHw-6"  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 $_Nf-:D*  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 :TalW~r|  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 `@Oa lg  
4.2 定义布局设置 61 *[}^[J x  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 h8{(KRa6  
4.4 插入输入面 62 O_~7Glu  
4.5 运行模拟 63 n3KI+I%nQ  
4.6 预览最大值 65 /=:j9FF  
4.7 绘制波导 69 ,$lemH1d  
4.8 指定输出波导的路径 69 Um`!%  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 l\OLyQ  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 `A@w7J'  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 
4hs)b  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ravyiOL  
5.1 定义波导材料 75 viX +|A4gJ  
5.2 定义布局设置 76
P8Qyhc  
5.3 创建波导 76 K> g[k_  
5.4 修改输入平面 77 =r2]uW9  
5.5 指定波导的路径 78
==N{1gO]  
5.6 运行模拟 79 g}LAks  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 U/ od~29  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 j<<3Pr  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 q5DEw&UZJ  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 0RFRbi@n(  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 LeOP;#  
6.2 定义布局结构 89 88s/Q0l  
6.3 绘制并定位波导 91 U8$4 R,+  
6.4 生成布局脚本 95 p4!:]0c  
6.5 插入和编辑输入面 97 _}xd}QW  
6.6 运行模拟 98 OHv!  
6.7 修改布局脚本 100 GL$De,V  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 baV>N[F&  
7 应用预定义扩散过程 104 Fh$slow4!  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 }_9,w;M$  
7.2 定义布局设置 106
=FP0\cQ.  
7.3 设计波导 107 co8"sz0(U  
7.4 设置模拟参数 108 MGS-4>Q#  
7.5 运行模拟 110 j$7|XM6  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 B;>{0 s  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ~^jq(:d)  
7.8 添加一个新的轮廓 111 9;.(u'y|  
7.9 创建上方的线性波导 112 DyJ.BQdk)  
8 各向异性BPM 115 /D&%v*~E  
8.1 定义材料 116 'xY@x-o  
8.2 创建轮廓 117 dO> VwP  
8.3 定义布局设置 118 TfYVw~p_%  
8.4 创建线性波导 120 ^!<dgBNj  
8.5 设置模拟参数 121 `.jzuX  
8.6 预览介电常数分量 122 PXzsj
.  
8.7 创建输入面 123 E>'a,!QPv  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 2Y\ d<.M  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 S8[=S  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 i<kD  
9.2 定义布局设置 130 S{pXs&4O  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 58\&/lYW  
9.4 编辑输入平面 132 W&*f#
E  
9.5 设置模拟参数 134 klg2
5#t  
9.6 运行模拟 135 6tHO!`}1  
10 电光调制器 138 fZ04!R  
10.1 定义电解质材料 139 BS Iy+  
10.2 定义电极材料 140 @AHm!9?o  
10.3 定义轮廓 141 y&}E~5O  
10.4 绘制波导 144 {vUN+We  
10.5 绘制电极 147 F'jWV5"*  
10.6 静电模拟 149 x-OA([;/  
10.7 电光模拟 151 (~CLn;'  
11 折射率(RI)扫描 155 MFTkqbc  
11.1 定义材料和通道 155 U*Ge<(v$  
11.2 定义布局设置 157 drzL.@h|  
11.3 绘制线性波导 160 \$0F-=w`8  
11.4 插入输入面 160 D]w!2k%V  
11.5 创建脚本 161 mMsTyM-f  
11.6 运行模拟 163 5^']+5_vb  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Tc8un.  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 kB?al#`  
12.1 定义材料 165 7+X:LA~U  
12.2 创建参考轮廓 166 Ee4&g<X.  
12.3 定义布局设置 166 3_~cMlr3T.  
12.4 用户自定义轮廓 167 il|1a8M2~  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
.ObZ\.I  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ~U;rw&'H  
13.1 定义材料 173 ^O^l(e!3  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 )*4fzo  
13.3 定义晶圆 174 /}Jj
 
13.4 创建器件 175 *K> l*l(f]  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 a=M\MZK>  
13.6 定义电极区域 178 f$NMM >z  
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