[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 ;fv/s]X86I  
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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。 \0l"9 B.  
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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。
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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。 23`pog{n  
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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。 ?^: xNRE$j  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 vu)V:y  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 DVRbTz3V  
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目 录 lb#`f,r>  
1 入门指南 4 @nF#\  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 h}P""  
1.2 OptiBPM简介 5 t`A5wqm  
1.3 光波导介绍 8 rjT!S1Hs  
1.4 快速入门 8 Xdc>Z\0V  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 j[y+'O  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 C8 2lT_7"  
2.2 定义布局设置 29 D,'@b+B[  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 wB0ONH[  
2.4 插入input plane 35 %g%#=a;]q  
2.5 运行模拟 39 ~r>
N  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 jo
=,j/,l  
3 创建一个单弯曲器件 44 `LCxxpHi|  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 }^B=f_Ag  
3.2 定义布局设置 45 Nc:>]  
3.3 创建一个弧形波导 46 WqRg/  
3.4 插入入射面 49 U}<;4Px]7v  
3.5 选择输出数据文件 53 \~
h7  
3.6 运行模拟 54 v#`P?B\  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }\!38{&  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 *Z"(K\1TH  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 tr\}lfK%  
4.2 定义布局设置 61 F>A&L8  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 c1p*}T  
4.4 插入输入面 62 nA^UF_rD-  
4.5 运行模拟 63 t6O/Q0_  
4.6 预览最大值 65 uia
-w^F e  
4.7 绘制波导 69 ~*h` ?A0  
4.8 指定输出波导的路径 69 c)fTI,.$  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 #x|h@(y|  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 UGJ# "9  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Y r^C+Oyg  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 mam2]St"  
5.1 定义波导材料 75 E`SFr  
5.2 定义布局设置 76 ~;0J4hR  
5.3 创建波导 76 hE>i~:~R  
5.4 修改输入平面 77 n/5)}( }K
 
5.5 指定波导的路径 78 B?r[|  
5.6 运行模拟 79 9 &~Rj 9  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Q2[D|{Z  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 nAJ<@a  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 =<,
AzuV  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ISuye2tExq  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ?5!>k^q  
6.2 定义布局结构 89 :kDHwYv$  
6.3 绘制并定位波导 91 4X2/n  
6.4 生成布局脚本 95 DKfw8"L]  
6.5 插入和编辑输入面 97 T7=~l)I  
6.6 运行模拟 98 XZeZqBr  
6.7 修改布局脚本 100 w|>O!]K]  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 "p~1|?T  
7 应用预定义扩散过程 104 jnuovM!x~  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 6 2r%q^r`i  
7.2 定义布局设置 106 W=Ru?sG=  
7.3 设计波导 107 tc@([XqH  
7.4 设置模拟参数 108 nx >PZb  
7.5 运行模拟 110 ^L(}cO  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 <Vk^fV  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 b_]14 v  
7.8 添加一个新的轮廓 111 l1\/ `  
7.9 创建上方的线性波导 112 6*/o  
8 各向异性BPM 115 DM%4V|F"  
8.1 定义材料 116 6XO%l0dC.  
8.2 创建轮廓 117 r~uWr'}a}  
8.3 定义布局设置 118 Q2)z1'Wv  
8.4 创建线性波导 120 ]kuMzTH  
8.5 设置模拟参数 121 47xJ(yO  
8.6 预览介电常数分量 122 NGlX%j4j  
8.7 创建输入面 123 >g@;`l.Z#  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 zUqt^_  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 [*O#6Xu  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 &41=YnC6  
9.2 定义布局设置 130 7 Znr2I  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ?+S&`%?  
9.4 编辑输入平面 132 1Ig@gdmz  
9.5 设置模拟参数 134 [}|-%4s  
9.6 运行模拟 135 Z;aQ/n[`  
10 电光调制器 138 hmOhXE[a&  
10.1 定义电解质材料 139 U<**Est  
10.2 定义电极材料 140 \ qc8;"@  
10.3 定义轮廓 141 2bS)|#v<_t  
10.4 绘制波导 144 }MDuQP]  
10.5 绘制电极 147 /YWoDHL  
10.6 静电模拟 149 w<<G}4~u|  
10.7 电光模拟 151 ~\c]!%)o  
11 折射率(RI)扫描 155 t,;1?W#  
11.1 定义材料和通道 155 =~% B}T  
11.2 定义布局设置 157 50oNN+;=R  
11.3 绘制线性波导 160 jZcjiOX  
11.4 插入输入面 160 8W 9%NW3&  
11.5 创建脚本 161 cjf}yn  
11.6 运行模拟 163 #e0tT+  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 @ba5iIt  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 z)'dDM D"  
12.1 定义材料 165 &_ Ewu@4  
12.2 创建参考轮廓 166 $Xw .iN]g  
12.3 定义布局设置 166 w8*+l0  
12.4 用户自定义轮廓 167 tnz BNW8  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ul+ +h4N  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 .9WJ/RKZ\D  
13.1 定义材料 173 v6 DN:!&  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 rp.S4;=Q9  
13.3 定义晶圆 174 0s:MEX6w|  
13.4 创建器件 175 4`G":nE?We  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 kIV/o  
13.6 定义电极区域 178 _JA.~edqM  
x2.G1  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ;8;nY6Ie  
13.8 运行模拟 182 Re('7m h~  
13.9 创建脚本 184 E27wxMU  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 34 W#  
14.1 理论背景 186 !'Xk=+  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 SC`.VCfc.  
14.3 生成脚本数据 190 Dg/&m*Yl  
14.4 导出散射数据 193 .e5GJAW~9  
14.5 创建臂 194 I+w3It  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Aj.TX%}`h  
14.7 加载两个臂的文件 200 n8Jx;j  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 HFBGM\R02  
14.9 连接元件 202 /] ce?PPC  
14.10 运行模拟 203 to^ &:  
14.11 创建图以查看结果 204 B=#rp*vwL  
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