[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。 /79_3;^  
P8jXruZr  
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。 u?[dy n  
FI1R7A
 
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。 2)DrZI  
Yb8o`j+t  
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。 Fv \yhR  
9H~3&-8&  
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。 U$R+&@;  
kYwk'\s  
《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 Gma)
8X#  
tgn_\-+  
[ay~l%x  
目 录 W-9^Ncp  
1 入门指南 4 ,/n<Qg"`  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 "G\OKt'Z  
1.2 OptiBPM简介 5 8<}f:9/  
1.3 光波导介绍 8 ;h>s=D,r  
1.4 快速入门 8 ?[>+'6  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 KD9Y  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 +$Q33@F5l  
2.2 定义布局设置 29 gz6BfHQG  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 *i#m5f}  
2.4 插入input plane 35 L M  
2.5 运行模拟 39 \^9SuZ  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 *6%!i7kr  
3 创建一个单弯曲器件 44 f6x}M9xS%  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 p!<Y 'G  
3.2 定义布局设置 45 Sns`/4S?6Z  
3.3 创建一个弧形波导 46 ,"!t[4p=f  
3.4 插入入射面 49 |,c\R"8xS  
3.5 选择输出数据文件 53 ?9#}p  
3.6 运行模拟 54 B`,4M&  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 #8P9}WTno.  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 [!
E pv<G  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 s u]x  
4.2 定义布局设置 61 )8Defuxk  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 %dMq'j  
4.4 插入输入面 62 D~W1["[  
4.5 运行模拟 63 X_Vj&{  
4.6 预览最大值 65 ^nn3;  
4.7 绘制波导 69 0U'g2F>{  
4.8 指定输出波导的路径 69 c` ^I% i  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 YK Nz[x$|  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 g+Z~"O]$M  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 {VqcZhqy/l  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 :e1BQj`R  
5.1 定义波导材料 75 Z)B5g>  
5.2 定义布局设置 76 g7G=ga  
5.3 创建波导 76 !"{+|heU9p  
5.4 修改输入平面 77 i,jPULzyjk  
5.5 指定波导的路径 78 bgs2~50  
5.6 运行模拟 79 CCp&P5[67  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 J0@ ^h  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 #Pi}2RBRu  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 aKdi  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 '(M8D5?N-  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 };%l <Ui;  
6.2 定义布局结构 89 o<T_Pjp  
6.3 绘制并定位波导 91 ?0HPd5=<v  
6.4 生成布局脚本 95 v^_OX$=,  
6.5 插入和编辑输入面 97 ^DZ(T+q,  
6.6 运行模拟 98 /(-X[[V  
6.7 修改布局脚本 100 p:]kH  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 NYbeIfL  
7 应用预定义扩散过程 104 ts rcX  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 FL-yt  
7.2 定义布局设置 106 rdd%"u+  
7.3 设计波导 107 oW]~\vp^0  
7.4 设置模拟参数 108 ptXCM[Z+  
7.5 运行模拟 110 F6 ?4E"d  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 >% a^;gk(  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 lqPzDdC^>  
7.8 添加一个新的轮廓 111 KrNu7/H  
7.9 创建上方的线性波导 112 {VOLUC o 4  
8 各向异性BPM 115 cY1d6P0  
8.1 定义材料 116 ?`
%7Y~  
8.2 创建轮廓 117 )LESdX  
8.3 定义布局设置 118 kqJ\kd  
8.4 创建线性波导 120 ! Ff/RRo  
8.5 设置模拟参数 121
L' w }  
8.6 预览介电常数分量 122 c=
]z%+,b]  
8.7 创建输入面 123 6BT o%  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 (dl7+  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 a!ao{8#  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 x O`#a=  
9.2 定义布局设置 130 Ik_u34U  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 P~Cx#`#(V  
9.4 编辑输入平面 132 pUV3n 1{2  
9.5 设置模拟参数 134 &HdzbKO=  
9.6 运行模拟 135 e)I-|Q4^%  
10 电光调制器 138 uH'n.d"WG  
10.1 定义电解质材料 139 f>d aK9$(  
10.2 定义电极材料 140 1^<R2x  
10.3 定义轮廓 141 O=c^Ak   
10.4 绘制波导 144 7;H!F!K]  
10.5 绘制电极 147 Nrp0z:  
10.6 静电模拟 149 
RtZK2  
10.7 电光模拟 151 ^(5Up=.EA  
11 折射率(RI)扫描 155 %hcn|-"F  
11.1 定义材料和通道 155 6 Fz?'Xf  
11.2 定义布局设置 157 Ys8p,.OMs  
11.3 绘制线性波导 160 ZuV/!9qU  
11.4 插入输入面 160 )
%D2JC  
11.5 创建脚本 161 59eq"08  
11.6 运行模拟 163 04eE\%?  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ^_dYE]t  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ,1-n=eTQ  
12.1 定义材料 165 s?h=%;T[  
12.2 创建参考轮廓 166 zqqu7.`  
12.3 定义布局设置 166 ?2D1gjr  
12.4 用户自定义轮廓 167 "o+E9'Dm  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 NY.Y=CF("  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 rVU::C+-  
13.1 定义材料 173 aYIAy]*1e  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 }*4K{<02  
13.3 定义晶圆 174 6ybpPls  
13.4 创建器件 175 ESdjDg$[u  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 \nQV{J  
13.6 定义电极区域 178 /Yk4%ZJ{  
E .2b@  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 laVqI|0q  
13.8 运行模拟 182 *_Y{wNF*  
13.9 创建脚本 184 `Mj>t(  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 >l|ao&z>bm  
14.1 理论背景 186 kjWY{7b!  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 j. 1@{H  
14.3 生成脚本数据 190 }Yd7<"kp  
14.4 导出散射数据 193 <=fYz^|XT  
14.5 创建臂 194 m0XdIC]s  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 l;TWs_N  
14.7 加载两个臂的文件 200 <pAN{:  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 xO2e>[W  
14.9 连接元件 202 F'eV%g  
14.10 运行模拟 203 &PJ&XTR  
14.11 创建图以查看结果 204 a`]Dmw8@  
请扫码加微咨询 ;|(_;d