[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 :G)x+0u  
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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。  'Z}$V*  
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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。 2}#PDhn  
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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。 8#AXK{  
4<HJD&@V  
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。 K6Ua~N^  
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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。 ]<_+uciP5[  
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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 zYJxoC{  
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PUArKBYM-  
目 录 $cCB%}  
1 入门指南 4 yh!vl&8M  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Fb-TCq1y#  
1.2 OptiBPM简介 5 } 4^UVdz  
1.3 光波导介绍 8 osI(g'Xb  
1.4 快速入门 8 ,iy   
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 zD|W3hL2&  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 |-<L :%  
2.2 定义布局设置 29 8tk`1E8!j  
2.3 创建一个MMI耦合器 31
$Q4b~  
2.4 插入input plane 35 ?a(3~dh|  
2.5 运行模拟 39 .? /J  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 p^!p7B`qe.  
3 创建一个单弯曲器件 44 :r=_\?  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 o~ed0>D-LS  
3.2 定义布局设置 45 =)LpMTz  
3.3 创建一个弧形波导 46 L1BpY-=  
3.4 插入入射面 49 9x\G(
w  
3.5 选择输出数据文件 53 st>t~a|T  
3.6 运行模拟 54 ;C%EF  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ?i"FdpW  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 f|)t[,c  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 !8].Z"5J  
4.2 定义布局设置 61 I&c#U+-A'  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 l|{<!7a  
4.4 插入输入面 62 biD7(AK  
4.5 运行模拟 63 &$f?XdZ7  
4.6 预览最大值 65 N0f}q1S<-A  
4.7 绘制波导 69 NM]/OKs'H  
4.8 指定输出波导的路径 69 2}-W@R  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 =\.
|'  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 m`cG&Ar5  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 2)YLs5>W%  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 b :
00w["  
5.1 定义波导材料 75 mLSAi2Y  
5.2 定义布局设置 76 511q\w M  
5.3 创建波导 76 `1gsrHi4N  
5.4 修改输入平面 77 U$}]zaB  
5.5 指定波导的路径 78 sBMHf9u  
5.6 运行模拟 79 7_,X9^z  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ;d4_l:9p  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Nx__zC^r  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 TEtZPGFl  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 S6 *dp68  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Rx.0P6s  
6.2 定义布局结构 89 6gXc-}dp  
6.3 绘制并定位波导 91 )C[8#Q-:  
6.4 生成布局脚本 95 wpdT "  
6.5 插入和编辑输入面 97 `4MPXfoBL  
6.6 运行模拟 98 RD^o&VXO  
6.7 修改布局脚本 100 hpU7
 
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 >8Y >B)  
7 应用预定义扩散过程 104 D? ($R9t  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 -oj@ c OZ  
7.2 定义布局设置 106 apXq$wWq{D  
7.3 设计波导 107 4Bz~_   
7.4 设置模拟参数 108 _kSus  
7.5 运行模拟 110 G(>a LF  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 o9CB ,c7]  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 |8"HTBb\CW  
7.8 添加一个新的轮廓 111 ;%}  
7.9 创建上方的线性波导 112 w[iQndu  
8 各向异性BPM 115 e=U7w7(s9
 
8.1 定义材料 116 <Ip}uy[Y  
8.2 创建轮廓 117 YL]x>7T~4t  
8.3 定义布局设置 118 1<*-,f  
8.4 创建线性波导 120 z|Xl%8  
8.5 设置模拟参数 121 YG_3@`-<  
8.6 预览介电常数分量 122 eL.S="  
8.7 创建输入面 123 ;rX4${h  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 JW$#~"@r  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 R!O'DM+  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ji "*=i  
9.2 定义布局设置 130 rv+"=g  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 |<E%hf  
9.4 编辑输入平面 132 @S{,g;8  
9.5 设置模拟参数 134 2neiUNT  
9.6 运行模拟 135 C..O_Zn{g  
10 电光调制器 138 F 1BPzRo`  
10.1 定义电解质材料 139 P)3e^~+A  
10.2 定义电极材料 140 M:A7=rO~  
10.3 定义轮廓 141 g#e"BBm=A  
10.4 绘制波导 144 _$\T;m>'A  
10.5 绘制电极 147 rei<{woX  
10.6 静电模拟 149 X- zg  
10.7 电光模拟 151 )vw3Y88  
11 折射率(RI)扫描 155 %!@Dop/<  
11.1 定义材料和通道 155 )gE:@3  
11.2 定义布局设置 157 !e?\> '  
11.3 绘制线性波导 160 fgNEq  
11.4 插入输入面 160 GYBM]mW^ W  
11.5 创建脚本 161 =
T1i(M#  
11.6 运行模拟 163 | .PLfc;  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 U7O
W)tUf  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Kh27[@s  
12.1 定义材料 165 O!a5  
12.2 创建参考轮廓 166 5)}xqE"x  
12.3 定义布局设置 166 1iUy*p65:  
12.4 用户自定义轮廓 167 {pVD`#Tl[  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 _vad>-=D*U  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 E@
?jsN7  
13.1 定义材料 173 [hs{{II  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 $]O\Ryf6  
13.3 定义晶圆 174 ex-
`+cF  
13.4 创建器件 175 WHU&9N  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 %;gD_H4mm  
13.6 定义电极区域 178 TygRG+G-  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ^CX~>j\(  
13.8 运行模拟 182 9khD7v   
13.9 创建脚本 184 x.'O_7c0:  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 I` /'\cU9  
14.1 理论背景 186 UlyX$f%2  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Zf|f $1-  
14.3 生成脚本数据 190 z*:^*,  
14.4 导出散射数据 193 x;ujR<  
14.5 创建臂 194 ^Xh9:OBF  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 F$)Ki(mq  
14.7 加载两个臂的文件 200 Tmq:,.^}  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 klPc l[.w  
14.9 连接元件 202 REw!@Y."  
14.10 运行模拟 203 WFtxEIrl3j  
14.11 创建图以查看结果 204 .t\5H<z  
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