[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。 KrH;o)|  
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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。 c7wgjQ[   
{v(|_j&:o  
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。 C( ;7*]  
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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。 ,#Y".23G  
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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。 J1t?Qj;f3
 
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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  sOmYQ{R  

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目 录 BJ/%{ C`g  
1 入门指南 4 +P.Ir  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 "H@AT$Ny(  
1.2 OptiBPM简介 5 n\U6oJN  
1.3 光波导介绍 8 rD?o97  
1.4 快速入门 8 N@S;{uK  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 <h[^&CY{  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ppA8c6  
2.2 定义布局设置 29 GvY8O|a  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 8nM]G4H.f  
2.4 插入input plane 35 a3[aXe  
2.5 运行模拟 39 5Z{[.&x  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 \W!<xE  
3 创建一个单弯曲器件 44 &(0);I@fc  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 je\UfEo%  
3.2 定义布局设置 45
`(<>`  
3.3 创建一个弧形波导 46 9AaixI  
3.4 插入入射面 49 V,}cDT>  
3.5 选择输出数据文件 53 T^W8_rm*3  
3.6 运行模拟 54 Emo]I[<&q  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 5Jp>2d  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 HAXx`r<  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 e2v,#3Q\  
4.2 定义布局设置 61 ZN^Q!v  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 RIlPH~  
4.4 插入输入面 62 @VFg XN  
4.5 运行模拟 63 f,*e?9@;s  
4.6 预览最大值 65 xhv)rhu@  
4.7 绘制波导 69 WD]dt!V%  
4.8 指定输出波导的路径 69 6}0#({s:R  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 qSR %#  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Ghz)=3  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 }|;
n[+}  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 -.y3:^){^  
5.1 定义波导材料 75 $: -Ptm@  
5.2 定义布局设置 76 @<+(40`*  
5.3 创建波导 76 va)\uXW.N  
5.4 修改输入平面 77 &o(? }W  
5.5 指定波导的路径 78 P`0aU3pl  
5.6 运行模拟 79 4Y
'qoM;  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 hH~Z hB  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 {^v50d  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ^?,/_3  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 -95`.o  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 /D~:Ufw  
6.2 定义布局结构 89 cuHs`{u@P  
6.3 绘制并定位波导 91 ^,50]uX_  
6.4 生成布局脚本 95 4V=dD<3m  
6.5 插入和编辑输入面 97 %PQC9{hUy$  
6.6 运行模拟 98 /#HY-b  
6.7 修改布局脚本 100 l#%w,gX  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Sx}h$E:  
7 应用预定义扩散过程 104 nt7ui*k  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 DF#Ob( 1  
7.2 定义布局设置 106 GlaWBF#  
7.3 设计波导 107 h`)r :a7  
7.4 设置模拟参数 108 Jyn>:Yq
(  
7.5 运行模拟 110 b`IC)xN$  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 dM)fr  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 +IU]=qS  
7.8 添加一个新的轮廓 111 WW&0FugY_  
7.9 创建上方的线性波导 112 [KJm&\evp  
8 各向异性BPM 115 ,]+6kf5  
8.1 定义材料 116 edch'H^2+P  
8.2 创建轮廓 117  ^rI&BN@S  
8.3 定义布局设置 118 "<kmiK/  
8.4 创建线性波导 120 tFRWxy[5  
8.5 设置模拟参数 121 Z0x N9S  
8.6 预览介电常数分量 122 UrgvG, Lt  
8.7 创建输入面 123 pB )nQ5l'  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Ts^IA67&<  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 O32:j   
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ^<< Wqmx  
9.2 定义布局设置 130 ";Lpf]<  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 -.xs=NwB.|  
9.4 编辑输入平面 132 K@hv[4  
9.5 设置模拟参数 134 upWq=_  
9.6 运行模拟 135 =U?"#   
10 电光调制器 138 5}1cNp6@  
10.1 定义电解质材料 139 mI l_ [  
10.2 定义电极材料 140 C!:\H<gI  
10.3 定义轮廓 141 gB?#T  
10.4 绘制波导 144 hhwV)Z  
10.5 绘制电极 147 H4)){\  
10.6 静电模拟 149 #T+%$q [:  
10.7 电光模拟 151 zd+8fP/UB  
11 折射率(RI)扫描 155 |n0 )s% 8`  
11.1 定义材料和通道 155 xl s_g/Q  
11.2 定义布局设置 157 &a O
3N  
11.3 绘制线性波导 160 & %1XYpA.0  
11.4 插入输入面 160 ]zu"x9-`  
11.5 创建脚本 161 ,Xao{o(  
11.6 运行模拟 163 z"R-Sme  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 2 3
P7~S  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /mvuSNk  
12.1 定义材料 165 @HR]b
^2E  
12.2 创建参考轮廓 166 m"`&FA  
12.3 定义布局设置 166 %U'YOE6  
12.4 用户自定义轮廓 167 C^.:{  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ]XU?Wg  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 53#7Yy  
13.1 定义材料 173 3:!+B=woR  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 gVk_<;s  
13.3 定义晶圆 174 t(^c]*r~  
13.4 创建器件 175 MAhcwmZNy  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 0IxXhu6v  
13.6 定义电极区域 178 jg#%h`  
#R@{Bu=C  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 [|e7oNT(Q  
13.8 运行模拟 182 ?~;G)5  
13.9 创建脚本 184 5
9IxY
?  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 *s<FEF  
14.1 理论背景 186 8 yQjB-,#  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 eQNo'cz  
14.3 生成脚本数据 190 }h>QkV,{2  
14.4 导出散射数据 193 eXUXoK=T  
14.5 创建臂 194 //Ck1cI#h  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 h`,dg%J*B  
14.7 加载两个臂的文件 200 a6fMx~  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 +U% = w8b  
14.9 连接元件 202 $Ic: c  
14.10 运行模拟 203 8NWvi%g  
14.11 创建图以查看结果 204 \-gZ_>)