[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。 YoBe!-E  
V@[C=K
  
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。 }1W@  
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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。 52zE -SY  
3&nN;4~Zx6  
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。 _54gqD2C,  
Rc &m4|cw7  
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。 RB|i<`Z  
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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 3bYjW=_hA  
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目 录 kguZAO6  
1 入门指南 4 W"GW[~ h  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 m(*rMO>_  
1.2 OptiBPM简介 5 q=Vh"]0g  
1.3 光波导介绍 8 k5Fj"
U  
1.4 快速入门 8 Gx6%Z$2n  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ts9wSx~[+  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 {ywwJ  
2.2 定义布局设置 29 y^ |u'
XK  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 g,rmGu3v  
2.4 插入input plane 35 OF+4Mq  
2.5 运行模拟 39 JO+tY[q  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 _+'!l'`  
3 创建一个单弯曲器件 44 &lLfVa-l  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 0%dOi ko  
3.2 定义布局设置 45 Y
WvD+  
3.3 创建一个弧形波导 46 "~^0  
3.4 插入入射面 49 V~ORb1  
3.5 选择输出数据文件 53 kD
MvTVd  
3.6 运行模拟 54 WFh.oe8  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }cr'o"4  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 &29jg_'W  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 849,1n^  
4.2 定义布局设置 61 )c{>@WM~  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ; Byt'S  
4.4 插入输入面 62 S`U8\KTi  
4.5 运行模拟 63 #Uu,yHMv:;  
4.6 预览最大值 65 L_RVHvA=M/  
4.7 绘制波导 69 ,1#? 0q  
4.8 指定输出波导的路径 69 @$ Zh^+x!  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 w9G|)UDib  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 :sJ7Wok6~  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 gS5MoW1  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 )q-NE)  
5.1 定义波导材料 75 XPO-u]<W  
5.2 定义布局设置 76 3Iv^  
5.3 创建波导 76
E|"SMA,  
5.4 修改输入平面 77 }7[]d7  
5.5 指定波导的路径 78 "TZY)\{L  
5.6 运行模拟 79 M7cD!s@'I  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 <1l%|   
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Hf?@<4  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 
:J]'c}  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 _ZK^JS  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 #Az#_0=  
6.2 定义布局结构 89 W~;Jsd=f  
6.3 绘制并定位波导 91 t4_
y
p_  
6.4 生成布局脚本 95  4d5c]%  
6.5 插入和编辑输入面 97 XNWtX-[^@  
6.6 运行模拟 98 6r<a
  
6.7 修改布局脚本 100 Ne1Oz}  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 EGUlLqP6e  
7 应用预定义扩散过程 104 LJ/He[r|[  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 .iRKuBM/  
7.2 定义布局设置 106 Op ar+|p\  
7.3 设计波导 107 DOKe.k  
7.4 设置模拟参数 108 M/=36{,w-  
7.5 运行模拟 110 1"ZtE\{ "  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 6+IhI?lI=  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 id1cZig  
7.8 添加一个新的轮廓 111 OR+qi*)  
7.9 创建上方的线性波导 112 TjTG+uQ  
8 各向异性BPM 115 m7'<k1#"Y  
8.1 定义材料 116 i
"0Bc{cQ  
8.2 创建轮廓 117 E{u6<B*  
8.3 定义布局设置 118 ~{/M_ =  
8.4 创建线性波导 120 wS*r<zj  
8.5 设置模拟参数 121 ~~OFymQ%?q  
8.6 预览介电常数分量 122 g%f5hy  
8.7 创建输入面 123 x950,`zy  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124  @./h$]6  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 >o?v[:u*  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 1l$Ei,9  
9.2 定义布局设置 130 u[b
|QR=5  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Z v@nK%#J  
9.4 编辑输入平面 132 \FVfV`x  
9.5 设置模拟参数 134 yDafNH  
9.6 运行模拟 135 {-\U)&6#v  
10 电光调制器 138 o6[.$C  
10.1 定义电解质材料 139 |:1{B1sqA  
10.2 定义电极材料 140 %lHH
TZ{+  
10.3 定义轮廓 141 5g7@Dj,.  
10.4 绘制波导 144 <=*
f  
10.5 绘制电极 147 t@qf/1  
10.6 静电模拟 149 1D*=ZkA)  
10.7 电光模拟 151 uAn}qrqE9  
11 折射率(RI)扫描 155 CQ!pt@|d  
11.1 定义材料和通道 155 'I]XX==_  
11.2 定义布局设置 157 y/Xs+ {x  
11.3 绘制线性波导 160 AoS7B:T;!  
11.4 插入输入面 160 7Z< ~{eD,  
11.5 创建脚本 161 :-1|dE)U  
11.6 运行模拟 163 XIdh9)]^}  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 j]BRfA  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 5?7AzJl>  
12.1 定义材料 165 l[/`kK  
12.2 创建参考轮廓 166 ~#pATPW@
(  
12.3 定义布局设置 166 j7~FR{:j  
12.4 用户自定义轮廓 167 &jP1Q3  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 !T`oHs  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 1F@j?)(  
13.1 定义材料 173 ``-N2U5  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 3Z b]@n  
13.3 定义晶圆 174 [8iY0m_Qe  
13.4 创建器件 175 -'&/7e6>y  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 sey,J5?  
13.6 定义电极区域 178 |?!i},Ki;  
;+9OzF ;  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 1t
 R^  
13.8 运行模拟 182 '$9o(m#  
13.9 创建脚本 184 'FErk~}/4s  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Q\$3l'W  
14.1 理论背景 186 @Vm*b@  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 }t H$:Z  
14.3 生成脚本数据 190 mO>L]<O  
14.4 导出散射数据 193 Ir9GgB  
14.5 创建臂 194 IVR%H_uz  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 1MN!  
14.7 加载两个臂的文件 200 3^sbbm.8  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 en<~_|J  
14.9 连接元件 202 8SGaS&  
14.10 运行模拟 203 -YA,Stc-  
14.11 创建图以查看结果 204 aB,-E>+