[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 pyJOEL]1F  
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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。 i*w-Q=  
QLU;.&  
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。 oYErG],  
Vzm+Ew _  
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。 2Wf qgR[3  
6="&K_Q7  
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。 at]Q4  
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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。 <7] Y\{+  
!TZ/PqcE  
《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 lfeWtzOf  
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目 录 tg3JU\  
1 入门指南 4 EXzNehO~e  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 A"VXs1>_^  
1.2 OptiBPM简介 5 Cfb-:e$0  
1.3 光波导介绍 8 gt(nZ
  
1.4 快速入门 8 u$p|hd d  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ^O*hs%eO%  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 #h|< >  
2.2 定义布局设置 29 K"$ky,tU  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 .3&OFM  
2.4 插入input plane 35 {;M/J  
2.5 运行模拟 39 Jc^ozw  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 x99 Oq!  
3 创建一个单弯曲器件 44 Y!$z7K  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 l%~zj,ew  
3.2 定义布局设置 45 F|{?GV%hF  
3.3 创建一个弧形波导 46 )p9n|C  
3.4 插入入射面 49 08jQq#  
3.5 选择输出数据文件 53 &uW.V+3  
3.6 运行模拟 54 .cog9H'  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }"H900WE|  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 &B7KWvAy  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ]%hI-  
4.2 定义布局设置 61 nDw9  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Y @
&nW  
4.4 插入输入面 62 aZ,Wa-k  
4.5 运行模拟 63 !iOu07<n&D  
4.6 预览最大值 65 ITUl-L4xE  
4.7 绘制波导 69 ~J:lCu  
4.8 指定输出波导的路径 69 H9!*DA<W  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 s>I}-=.(Q  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 qrYeh`Mv  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ?=rh=#  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 TY?io@  
5.1 定义波导材料 75 L-dKZ8Q  
5.2 定义布局设置 76 2Jv4l$$;*  
5.3 创建波导 76 S-|$sV^cG  
5.4 修改输入平面 77 4q8%!\A+  
5.5 指定波导的路径 78 Lr
&BZM  
5.6 运行模拟 79 hJNA%  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 f|5|n>*  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 U6PUt'Kk@  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 epm|pA*  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 3i~{x[Jc  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 I =pdjD  
6.2 定义布局结构 89 m:CpDxzbf  
6.3 绘制并定位波导 91 wX;NU4)n  
6.4 生成布局脚本 95 0X w?}  
6.5 插入和编辑输入面 97 A79SAheX#  
6.6 运行模拟 98 }c
lNXtN  
6.7 修改布局脚本 100 )dcGV$4t[  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 R8*4E0\br  
7 应用预定义扩散过程 104 z[OEgHI  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 q1Mk_(4oJ  
7.2 定义布局设置 106 (qdk &  
7.3 设计波导 107 \v Go5`  
7.4 设置模拟参数 108 ElxbHQj6  
7.5 运行模拟 110 2c]O Mtk  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 PnvLXE}F  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 K)ib{V(50  
7.8 添加一个新的轮廓 111 "p\KePc;@  
7.9 创建上方的线性波导 112 J(60eTwQ  
8 各向异性BPM 115 a8TE  
8.1 定义材料 116 [MG:Ym).2`  
8.2 创建轮廓 117 n2~rrQ \/p  
8.3 定义布局设置 118 Ycm1
_z  
8.4 创建线性波导 120 5T`39[Fya  
8.5 设置模拟参数 121 L^}kwu#  
8.6 预览介电常数分量 122 (ol 3vt  
8.7 创建输入面 123 d"a`?+(Q  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 **"sru;@=  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ;$]R#1i44  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 &bb*
~W-  
9.2 定义布局设置 130 V qf}(3K0  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 M Cz3RZK  
9.4 编辑输入平面 132 [gDvAtTZ
5  
9.5 设置模拟参数 134 2J$Uz,@  
9.6 运行模拟 135 X.Kxio $o  
10 电光调制器 138 Zzs pE
}  
10.1 定义电解质材料 139 X8<ygci+.5  
10.2 定义电极材料 140 :tMWy m  
10.3 定义轮廓 141 S5vJC-"  
10.4 绘制波导 144 Im=E?t  
10.5 绘制电极 147 z$A5p4=B'^  
10.6 静电模拟 149 -xXM/3g1u  
10.7 电光模拟 151 XUWza=BR"  
11 折射率(RI)扫描 155 dc*#?G6^  
11.1 定义材料和通道 155 ):\L#>:w  
11.2 定义布局设置 157 v{+*/NQ_  
11.3 绘制线性波导 160 KT}}=st%  
11.4 插入输入面 160 .u)YZN0\  
11.5 创建脚本 161 }v{F9dv  
11.6 运行模拟 163 <GC:aG  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 gi8kYHldH  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 >r3Wo%F'  
12.1 定义材料 165 _IGQ<U<z  
12.2 创建参考轮廓 166 EC7o 3LoND  
12.3 定义布局设置 166 {k>m5L  
12.4 用户自定义轮廓 167 5m/r,d^H  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 &'Ch[Wo]H  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 K>-m8.~\E  
13.1 定义材料 173 7~ 2X/  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 {=kA8U  
13.3 定义晶圆 174 =+u$ZZ0+]o  
13.4 创建器件 175 6YN4]  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 CUoMB r  
13.6 定义电极区域 178 w% M0Mu  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ^#%[  
13.8 运行模拟 182 )pJzw-m"  
13.9 创建脚本 184 SU:Cm:$  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 <[*s%9)'9  
14.1 理论背景 186 #nnP.t m  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 = h
pX2/]  
14.3 生成脚本数据 190 -?ip?[Z  
14.4 导出散射数据 193 $`i&\O2*  
14.5 创建臂 194 b'G4KNW  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 BZE19!  
14.7 加载两个臂的文件 200 }b44^iL$9y  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 n'&WIf3  
14.9 连接元件 202 {It4=I)M  
14.10 运行模拟 203 5(,
WN  
14.11 创建图以查看结果 204
*`\>J.  
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