[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。 %~N| RSec  
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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。 Z|d+1i  
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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。 ~;oaW<"  
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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/oLQoH  
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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。 YOY2K%o  
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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 q oz[x  
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目 录 m
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1 入门指南 4 1\/^X>@W{  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 /WIH#M  
1.2 OptiBPM简介 5 w%%*3[--X  
1.3 光波导介绍 8 uFfk!  
1.4 快速入门 8 id>2G %Tx  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 0fN; L;v  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 w`F'loUEt  
2.2 定义布局设置 29 'lOpoWDL  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 OS=~<ba  
2.4 插入input plane 35 43!E>mq  
2.5 运行模拟 39 (b7',:_U7  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
<4-g2.\  
3 创建一个单弯曲器件 44 Y 9BKd78Y  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ~b6c:db3  
3.2 定义布局设置 45 eo&G@zwN  
3.3 创建一个弧形波导 46 +*wo iSD  
3.4 插入入射面 49 q( %)^C  
3.5 选择输出数据文件 53 4UMOC_  
3.6 运行模拟 54 $Q=S`z=  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 B3E}fQm )  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 jT4 m(j  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 {gB9EGY  
4.2 定义布局设置 61 s6Il3Kf  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 bj@f<f`  
4.4 插入输入面 62 NH+N+4dEO  
4.5 运行模拟 63 *b"aJ<+  
4.6 预览最大值 65 JHJ]BMm  
4.7 绘制波导 69 q<cxmo0
S  
4.8 指定输出波导的路径 69 tV2o9!N4  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 oKPG0iM:  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 )k81  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 AH^ud*3F  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 4p>,
 
5.1 定义波导材料 75 }wC=p>zA  
5.2 定义布局设置 76 ~NIqO4 D  
5.3 创建波导 76 af&P;#U  
5.4 修改输入平面 77 7s0pH+  
5.5 指定波导的路径 78 }5}#QHF  
5.6 运行模拟 79 U[hokwZ  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 gj4ONm
Y  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 PVrNS7 Rk/  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84  X*`b}^T  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 4XS
q\.@G  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 !y3X
IbdS"  
6.2 定义布局结构 89 fjm3X$tR  
6.3 绘制并定位波导 91 :DFtH13qO  
6.4 生成布局脚本 95 ,v#3A7"yW  
6.5 插入和编辑输入面 97 vg5fMH9ZZ  
6.6 运行模拟 98 HC| ]Au  
6.7 修改布局脚本 100 b6@0?_n  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Q}1qt4xy*  
7 应用预定义扩散过程 104 -9R.mG  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 m(CsO|pz  
7.2 定义布局设置 106 Gy
c_B  
7.3 设计波导 107 <WL] (-9I:  
7.4 设置模拟参数 108 t6~~s iQI'  
7.5 运行模拟 110 va!fJ  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 vQ>8>V  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 B8>@q!G8P  
7.8 添加一个新的轮廓 111 fBKN?]BdN  
7.9 创建上方的线性波导 112 /pJr%}sc  
8 各向异性BPM 115 }*7Gq  
8.1 定义材料 116 R xc  
8.2 创建轮廓 117 -$`q:j  
8.3 定义布局设置 118 G#6O'G N  
8.4 创建线性波导 120 @QDpw1;V'  
8.5 设置模拟参数 121 F`.W 9H3
 
8.6 预览介电常数分量 122 CH$*=3M  
8.7 创建输入面 123 kE1k@h#/  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 (i-L:  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 bUc++M
 
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 o)H| #9h5  
9.2 定义布局设置 130 NFI~vkk'G  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ucUuhS5  
9.4 编辑输入平面 132 ;ih;8  
9.5 设置模拟参数 134 'r}y{`3M  
9.6 运行模拟 135 peVzF'F  
10 电光调制器 138 B XO,  
10.1 定义电解质材料 139 }p*WH$!~  
10.2 定义电极材料 140 \mw5 ~Rf;  
10.3 定义轮廓 141 1(jx.W3  
10.4 绘制波导 144 `-5gsJ  
10.5 绘制电极 147 ~jJe|zg>  
10.6 静电模拟 149 0VIR=Pbp  
10.7 电光模拟 151 tNxKpA |F  
11 折射率(RI)扫描 155
6`5DR~  
11.1 定义材料和通道 155 unyU|B  
11.2 定义布局设置 157 2 y&k  
11.3 绘制线性波导 160 h-\+# .YP  
11.4 插入输入面 160 Q>uJ:[x+  
11.5 创建脚本 161 ge%tj O  
11.6 运行模拟 163 3&B- w  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 vh^?M#\  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 +KIFLuL  
12.1 定义材料 165 E-#C#B  
12.2 创建参考轮廓 166 m4G))||9Q  
12.3 定义布局设置 166 s2 $w>L  
12.4 用户自定义轮廓 167 HyIyrUrYW  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 'Kd-A:K2g  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 u`u{\ xN9  
13.1 定义材料 173 M?I^`6IOc8  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Y7 e1%,$v  
13.3 定义晶圆 174 3u9}z+q  
13.4 创建器件 175 Q=^TKsu  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ](z*t+">  
13.6 定义电极区域 178 _:!7M^IU  
后继 Y5<W"[B!  
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