[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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。 y1!c:&  
lz?F ,].  
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'Ri.  
o })k@-oL  
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。 e.%` tK3J  
6u`E{$  
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。 TpLlbsd  
^<#08L;  
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。 =l TV2C<  
 g-MaP  
《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 G/Nb@pAy[  
(-tF=wR,W  
Bkvh]k;F8  
目 录 Q<.847 )  
1 入门指南 4 UGK4uK+I`  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 V8w!yc  
1.2 OptiBPM简介 5 5"=qVmT)  
1.3 光波导介绍 8 1-4iy_d  
1.4 快速入门 8 gf()NfUvRH  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 /l-lkG5  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 pZx'%-\-T  
2.2 定义布局设置 29 u/3 4E=  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 &)@|WLW  
2.4 插入input plane 35 o;+$AU1f  
2.5 运行模拟 39 hiWfVz{~  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 sf\p>gb  
3 创建一个单弯曲器件 44 a%a_sR\)  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 |[/[*hDZ9  
3.2 定义布局设置 45 5T)qn`%  
3.3 创建一个弧形波导 46 s*.CJ  
3.4 插入入射面 49 c`94a SnV  
3.5 选择输出数据文件 53 E Z95)pk  
3.6 运行模拟 54 j^ VAA\  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 :uE:mY%R  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 3[plwe  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 E?1"&D m  
4.2 定义布局设置 61 IKx]?0sS  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 aV?dy4o$  
4.4 插入输入面 62 <<}t&qE%2%  
4.5 运行模拟 63 QZ!;` ?(  
4.6 预览最大值 65 !iBe/yb  
4.7 绘制波导 69 x#ub % t  
4.8 指定输出波导的路径 69 c+:LDc3!Gb  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 fG2
hCP+  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
t .*z)N  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Ffxf!zS  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 =~M%zdIXv  
5.1 定义波导材料 75 5}d"nx  
5.2 定义布局设置 76 }!=}g|z#|  
5.3 创建波导 76 :td#zM  
5.4 修改输入平面 77 `NqX{26GV+  
5.5 指定波导的路径 78 \8v{9Yb  
5.6 运行模拟 79 0J-]  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 l<fZt#T  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 PMER~}^  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 #-b0U[,.  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 GORu*[U8  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 wLyQ <[$  
6.2 定义布局结构 89 P%`|Tu!B  
6.3 绘制并定位波导 91 fx&b*OC  
6.4 生成布局脚本 95 zs!}P  
6.5 插入和编辑输入面 97 +DMD g.  
6.6 运行模拟 98 y5;l?v94  
6.7 修改布局脚本 100 X=O}k&  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 d~B]s  
7 应用预定义扩散过程 104 ?;1^8 c0  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 o4I&?d7;"  
7.2 定义布局设置 106 !Z+4FwF  
7.3 设计波导 107 ]
.Mr&@  
7.4 设置模拟参数 108  wfr+-  
7.5 运行模拟 110 3QlV,)}  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 _jkH}o '  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 N\ nr  
7.8 添加一个新的轮廓 111 ,VK! 3$;|  
7.9 创建上方的线性波导 112 H"hL+F^  
8 各向异性BPM 115 &w@~@]  
8.1 定义材料 116 VO"f=gFg  
8.2 创建轮廓 117 Hd)z[6u8eT  
8.3 定义布局设置 118 ]^9B%t s9  
8.4 创建线性波导 120 (x7AV$N  
8.5 设置模拟参数 121 ^zjQ(ca@"x  
8.6 预览介电常数分量 122 fJ"#c<n  
8.7 创建输入面 123 JN;92|x  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 +^!;J/24  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
7gIK+1
`  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 6n9;t\'Gt  
9.2 定义布局设置 130 P$4h_dw  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 pyPS5vWG  
9.4 编辑输入平面 132 qkX}pQkG)h  
9.5 设置模拟参数 134 OE,uw2uaT  
9.6 运行模拟 135 V&)lS Qw  
10 电光调制器 138 XAN{uD^3\%  
10.1 定义电解质材料 139 F$a?} }  
10.2 定义电极材料 140 .;6G?8`  
10.3 定义轮廓 141 nsChNwPX  
10.4 绘制波导 144 YXC?q  
10.5 绘制电极 147 ni @Mqb  
10.6 静电模拟 149 Zkn$D:
 
10.7 电光模拟 151 G/tah@N[7  
11 折射率(RI)扫描 155 4{2)ZI#  
11.1 定义材料和通道 155 b}P5*}$:9"  
11.2 定义布局设置 157 <.c@l,[.z  
11.3 绘制线性波导 160 9:tvkl  
11.4 插入输入面 160 .:eNL]2%:  
11.5 创建脚本 161 ~z''kH=e  
11.6 运行模拟 163 ,,+ ~./)  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 N_jCx*.G  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 }@Mx@ S  
12.1 定义材料 165 ~'/I[y4t  
12.2 创建参考轮廓 166 UloZo? e`  
12.3 定义布局设置 166 Iq&S6l <0  
12.4 用户自定义轮廓 167 N7lWeF  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Kgi| 7w  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 bI^zwK,@4  
13.1 定义材料 173 o!Vs{RRu
}  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 xJ"CAg|
B  
13.3 定义晶圆 174 o^59kQT  
13.4 创建器件 175 f3h&K}x  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 FrSeR9b  
13.6 定义电极区域 178
/f!_dJ^  
^'8T9N@U  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 -
la~p~8  
13.8 运行模拟 182 M4a-+T"  
13.9 创建脚本 184 b@J&jE~d  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 l'~]8Wo1  
14.1 理论背景 186 H~~I6D{8  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 9E{Bn#  
14.3 生成脚本数据 190 C~M~2@Iori  
14.4 导出散射数据 193 A%u@xL,_  
14.5 创建臂 194 SM:SxhrGt  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 g0.D36  
14.7 加载两个臂的文件 200 YWA:741  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 sV7dgvVd  
14.9 连接元件 202 OwGl&  
14.10 运行模拟 203 nLq7J:  
14.11 创建图以查看结果 204 ~Z5?\a2Ld  
请扫码加微咨询 T6f{'.w