[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。 j]^]p;An  
+__Rk1CVh  
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。 9hU@VPB~  
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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。 dGjvSK<1@  
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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。 V"73^  
_Qas+8NW  
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。 ]f?LQCTq<b  
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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 =c'LG   
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目 录 H++rwVwj#h  
1 入门指南 4 50A_+f.7%  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 B%/Pn 2  
1.2 OptiBPM简介 5 I%`2RXBt3^  
1.3 光波导介绍 8 &D#v0!e~x  
1.4 快速入门 8 :QNEA3Q  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 7 &Aakl  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 lLv0lf  
2.2 定义布局设置 29 DS fKUx&  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 arJ[.f9s  
2.4 插入input plane 35 EC0auB7G  
2.5 运行模拟 39 P.0-(  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 0a5P@;"a  
3 创建一个单弯曲器件 44 bMYRQ,K`C  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 {JJ`|*H$_  
3.2 定义布局设置 45  CgWj9 [  
3.3 创建一个弧形波导 46 [#tW$^UD  
3.4 插入入射面 49 )d~Mag+  
3.5 选择输出数据文件 53 RWE%?`  
3.6 运行模拟 54 "7DPsPs  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 N>_7Ltw/  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 iy 5  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
c=gUY~Rl  
4.2 定义布局设置 61 dGg+[?  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 [*(MI 9WM  
4.4 插入输入面 62 E:ytdaiT  
4.5 运行模拟 63 b8Qm4b?:4  
4.6 预览最大值 65 @?U5t1O<  
4.7 绘制波导 69 T>?~eYHXs  
4.8 指定输出波导的路径 69 Jc+U$h4  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 VO9<:R  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 +J} 41  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 S.z;Bm  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 IO4 IaeM  
5.1 定义波导材料 75 TJ<PT  
5.2 定义布局设置 76 Am0$UeSZ  
5.3 创建波导 76 yRtFUlm`  
5.4 修改输入平面 77 (bw;zNW  
5.5 指定波导的路径 78 4}CRM# W2  
5.6 运行模拟 79 e0TnA N  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 _F,OS<>  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 z}%to
0W  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 UpITx]y?"m  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ;dnn 2)m  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 )q,}jeM8  
6.2 定义布局结构 89 E_OLf%um  
6.3 绘制并定位波导 91 8P 8"dN[  
6.4 生成布局脚本 95 }fA3{Ro  
6.5 插入和编辑输入面 97 gOkO8P6P8  
6.6 运行模拟 98 OKP?^%kD  
6.7 修改布局脚本 100 M$)+Uo2  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 gSC@uf  
7 应用预定义扩散过程 104 %wO~\:F8  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 N  P"z  
7.2 定义布局设置 106 buoz La  
7.3 设计波导 107 -'nx7wnj2  
7.4 设置模拟参数 108 _YY)-H  
7.5 运行模拟 110 Bw$-*FYE  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Rm RV8 WJ6  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ^~0r+w
61  
7.8 添加一个新的轮廓 111 Q -+jG7vT  
7.9 创建上方的线性波导 112 LV[4zo]=  
8 各向异性BPM 115 /\9Kr;@vk  
8.1 定义材料 116 kK(633s  
8.2 创建轮廓 117 Zwcb5\Q  
8.3 定义布局设置 118 I9MI}0}7  
8.4 创建线性波导 120 &.}zZ/  
8.5 设置模拟参数 121 *n47.(a2i  
8.6 预览介电常数分量 122 rEViw?^KT  
8.7 创建输入面 123 fVkl-<?x  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ck}y-,>,[O  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127  D;5RcZ  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 DFiexOb  
9.2 定义布局设置 130 eD}Ga4  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 _w26
iCnB{  
9.4 编辑输入平面 132 7+c@pEU]  
9.5 设置模拟参数 134 s(dox; d  
9.6 运行模拟 135 xP*RH-<  
10 电光调制器 138 qUo(hbp  
10.1 定义电解质材料 139 a-W&/  
10.2 定义电极材料 140 :+6m<?R)T  
10.3 定义轮廓 141 B<)(7GTv7"  
10.4 绘制波导 144 #8`G&S*  
10.5 绘制电极 147 acH.L_B:  
10.6 静电模拟 149 [7B&<zY/?  
10.7 电光模拟 151 ka
5>9E  
11 折射率(RI)扫描 155 ugCc&~`  
11.1 定义材料和通道 155 D H/1
:H  
11.2 定义布局设置 157 ^b%AwzHH}  
11.3 绘制线性波导 160 ":Q70*xSm  
11.4 插入输入面 160 >ko;CQR  
11.5 创建脚本 161 eY-$hnUe  
11.6 运行模拟 163 8'YL!moG|  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 X2{3I\'Ft  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 [;2v[&
Po  
12.1 定义材料 165 \CL`j  
12.2 创建参考轮廓 166 CkP!4^J qQ  
12.3 定义布局设置 166 cz0tnF*&  
12.4 用户自定义轮廓 167 Kq1sGk  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 4uv }6&R  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 !=-l760  
13.1 定义材料 173 ^cY5!W.q8  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 l})uYae/  
13.3 定义晶圆 174 FrVD
~;  
13.4 创建器件 175 l/`Z+];  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 l0 1Lg6+S  
13.6 定义电极区域 178 Fm@GU  
.
-r 1.'.A  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 bXJE 2N  
13.8 运行模拟 182 A
^~\  
13.9 创建脚本 184 [fb-G5x  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 :!|xg!|y  
14.1 理论背景 186 EH[?*>+s  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 0}ZuF.  
14.3 生成脚本数据 190 {C3bCVQ]o  
14.4 导出散射数据 193 7#RW4ZM  
14.5 创建臂 194 XnNK)dUT}  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 qaUHcdH  
14.7 加载两个臂的文件 200 9/'j<v6M  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ubgq8@;  
14.9 连接元件 202 aH:eu<s  
14.10 运行模拟 203 9|go`^*.  
14.11 创建图以查看结果 204 > 4^U=T#