[产品]《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。 {K+.A 9!  
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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。 U8E0~[y'  
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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。 (s&ORoVGn  
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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。 O!/ekU|,r  
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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。 3=IG#6)~C  
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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 !f@XDW&R  
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目 录 Q@3B{  
1 入门指南 4 R#D#{cC(  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ssPI$IRg!  
1.2 OptiBPM简介 5 H)\4=^  
1.3 光波导介绍 8 <M=';h^w2  
1.4 快速入门 8 *]>])ms)  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 DDWp4`CS|  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 )]3L/  
2.2 定义布局设置 29 ve6x/ PD  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 E3bwyK!s  
2.4 插入input plane 35 ]uAS+shQ&  
2.5 运行模拟 39 <;aJ#qT  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 )}quw"H  
3 创建一个单弯曲器件 44 |J\,F.{'  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 b22LT52  
3.2 定义布局设置 45 +3)[>{~1Z  
3.3 创建一个弧形波导 46 n?}5!  
3.4 插入入射面 49 eJW[ ]!  
3.5 选择输出数据文件 53 *N`;I@Q"[  
3.6 运行模拟 54 ~+=E"9O
o  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 *CzCUu:%t  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 C>NQ-w^  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 0_Lm#fE U  
4.2 定义布局设置 61 BO]=vH  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ZRPE-l_3:  
4.4 插入输入面 62 W\%q}q2?  
4.5 运行模拟 63 4 ]sCr+
 
4.6 预览最大值 65 brfKd]i  
4.7 绘制波导 69 {!MVc<G.  
4.8 指定输出波导的路径 69  9|<Be6  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 THYVT%v  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 6W$rY] h!  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 :SK<2<8h  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 _!%M%  
5.1 定义波导材料 75 0`6),R'x  
5.2 定义布局设置 76 ![).zi+m  
5.3 创建波导 76 6Etss!_  
5.4 修改输入平面 77 95[wM6?J  
5.5 指定波导的路径 78 VjY<\WqbS  
5.6 运行模拟 79 Oi6Eo~\f  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 9{$8\E9*nd  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 t{6ap+%L  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 GY9y9HNZ  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 GyuV %  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 P2t_T'R}  
6.2 定义布局结构 89 &>g~-s  
6.3 绘制并定位波导 91 &kiF/F 1  
6.4 生成布局脚本 95 EavX8r  
6.5 插入和编辑输入面 97 dHq#  
6.6 运行模拟 98 bs BZE  
6.7 修改布局脚本 100 bQ"N ;d)e  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 K?[)E3  
7 应用预定义扩散过程 104 6{8/P'@/Zz  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 "
9ue76
 
7.2 定义布局设置 106
%<AS?Ry  
7.3 设计波导 107 hF.6}28U1  
7.4 设置模拟参数 108 r^Y~mq  
7.5 运行模拟 110 $o"g73`3  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 JtFiFaCxY  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ~$Y
|ca  
7.8 添加一个新的轮廓 111 ewym1}o  
7.9 创建上方的线性波导 112 Za0gs @$  
8 各向异性BPM 115 ~#q;bS  
8.1 定义材料 116 M%|f+u&  
8.2 创建轮廓 117 a*s\Em7f  
8.3 定义布局设置 118 Y1WHy*s?  
8.4 创建线性波导 120 aHC%19UN  
8.5 设置模拟参数 121 rH.gF43O:  
8.6 预览介电常数分量 122 !*_K.1'  
8.7 创建输入面 123 <6R"h-u"  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ami09JHy  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 +6oG@  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 P5Dk63z]  
9.2 定义布局设置 130 Oy%Im8.-A#  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 c.0]1  
9.4 编辑输入平面 132 _ eiF@G  
9.5 设置模拟参数 134 n/AW?'  
9.6 运行模拟 135 ).Gd1pE  
10 电光调制器 138 #%8 w
  
10.1 定义电解质材料 139 ,Bf(r  
10.2 定义电极材料 140 E(;i>   
10.3 定义轮廓 141 L+t[&1cW  
10.4 绘制波导 144 9n 6fXOC  
10.5 绘制电极 147 # 66e@  
10.6 静电模拟 149 s/h7G}Mu  
10.7 电光模拟 151 A9;0y jae  
11 折射率(RI)扫描 155 ;cLUnsB\  
11.1 定义材料和通道 155 K$ AB} Fvc  
11.2 定义布局设置 157 iadkH]w  
11.3 绘制线性波导 160 Pin/qp&Fa8  
11.4 插入输入面 160 I="oxf#q  
11.5 创建脚本 161 fv2=B)8$  
11.6 运行模拟 163 auL^%M|$R  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 jA<T p}$!  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ;(S|cm'>}  
12.1 定义材料 165 fGTOIi@#  
12.2 创建参考轮廓 166 N
xi)Q$  
12.3 定义布局设置 166
{ 8p\Y  
12.4 用户自定义轮廓 167 VMF|iB  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Onw24&  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Q6x%  
13.1 定义材料 173 \igaQ\~  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 8^vArS;  
13.3 定义晶圆 174 e "n
|jRh  
13.4 创建器件 175 )8'jxiGs  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 OD|1c6+X  
13.6 定义电极区域 178 " '[hr$h3  
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