[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 l|Z<p
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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。 </%n:<z4  
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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。 i,h)  
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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。 TfFuHzZZ  
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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。 !6 k{]v  
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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。 /P8`)?f~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 :q+D`s  
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目 录 +"!=E erKi  
1 入门指南 4 lZq`,E_L  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 +TR#  
1.2 OptiBPM简介 5 rf%Nf
U  
1.3 光波导介绍 8 +EnJyli  
1.4 快速入门 8 Q.dHg7+D  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 5X'com?T  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 7T)J{:+0!|  
2.2 定义布局设置 29 A)X 'We  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 o3mxtE]  
2.4 插入input plane 35 luEP5l2&  
2.5 运行模拟 39 dE_I=v  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ];|;")#=  
3 创建一个单弯曲器件 44 wW1E 'Vy{  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 p(5'|eqBV  
3.2 定义布局设置 45 <XfCQq/  
3.3 创建一个弧形波导 46 X[XSf=  
3.4 插入入射面 49 2yFXX9!@  
3.5 选择输出数据文件 53 xP1`FSO8=  
3.6 运行模拟 54 }+_Z|>qv  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 KLc<c1BZ  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 f17pwJ~=  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 otsINAizgS  
4.2 定义布局设置 61 $jDp ^ -  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 8")1,   
4.4 插入输入面 62 jx=2^A/i2-  
4.5 运行模拟 63 `GG PkTN  
4.6 预览最大值 65 -9 AI@^q  
4.7 绘制波导 69 KL4Z||n  
4.8 指定输出波导的路径 69 a*8^M\>m4  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ?\7" A  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 sf|[oD  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 "~f=
7  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 tcg sXB/t  
5.1 定义波导材料 75 pGy]t  
5.2 定义布局设置 76 O1nfz>L`  
5.3 创建波导 76 ,UdTUw~F  
5.4 修改输入平面 77 IEB|Y  
5.5 指定波导的路径 78 y`~[R7E  
5.6 运行模拟 79 GlDl0P,*r  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 7[l "=  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 kCRP?sj  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 :EK.&%2  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 XK)qDg  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 [hf#$Dl|  
6.2 定义布局结构 89 v:YW[THre  
6.3 绘制并定位波导 91 D/CSR=b  
6.4 生成布局脚本 95 T/%s7!E  
6.5 插入和编辑输入面 97 K4vl#*qn  
6.6 运行模拟 98 W@^O'&3d  
6.7 修改布局脚本 100 cTKj1)!z?X  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 %} _{_Z  
7 应用预定义扩散过程 104 %#rH~E  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 =NH p%|  
7.2 定义布局设置 106 ( _ZOUMe  
7.3 设计波导 107 rZDmZm?=  
7.4 设置模拟参数 108 Ld[zOx  
7.5 运行模拟 110 1)aB']K%  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ,H3~mq]  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 =<.8  
7.8 添加一个新的轮廓 111 npH2&6Yhi^  
7.9 创建上方的线性波导 112 oEE*H2l\  
8 各向异性BPM 115 "8U
d&o  
8.1 定义材料 116 R4<}kA,.  
8.2 创建轮廓 117 r^?Qo  
8.3 定义布局设置 118 ]@W.5!5H  
8.4 创建线性波导 120 1/Pou)D  
8.5 设置模拟参数 121 w.gI0
`  
8.6 预览介电常数分量 122 s@sr.'yU  
8.7 创建输入面 123 qV$\.T>x  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 a_YE[6  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 *dn~-W.  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 :XK.A   
9.2 定义布局设置 130 VRYj&s'@  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ZZf-c5g  
9.4 编辑输入平面 132 #h@/~xr  
9.5 设置模拟参数 134 igp[cFN  
9.6 运行模拟 135 SU.T0>w  
10 电光调制器 138 s[|sfqB1`  
10.1 定义电解质材料 139 e9;<9uX  
10.2 定义电极材料 140 !M&L<0b:7e  
10.3 定义轮廓 141 O|J`M2r  
10.4 绘制波导 144 GJ=<~S"  
10.5 绘制电极 147 qALlMj--m  
10.6 静电模拟 149 DUc -D==  
10.7 电光模拟 151 EKsL0;FV  
11 折射率(RI)扫描 155 gaaW:**y  
11.1 定义材料和通道 155 PsTPG
K#S  
11.2 定义布局设置 157 >&m
lwxqv  
11.3 绘制线性波导 160 P agzp%m  
11.4 插入输入面 160 "8wRxDr+  
11.5 创建脚本 161 jN:!V t  
11.6 运行模拟 163 G\S\Qe{P~  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 %  (R10G  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 |?n=~21"1O  
12.1 定义材料 165 >OVi{NyT  
12.2 创建参考轮廓 166 @.f@N
;z  
12.3 定义布局设置 166 wt4uzg8  
12.4 用户自定义轮廓 167 P g.PD,&U  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170  H  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 .7TQ
ae%  
13.1 定义材料 173 |ahleu  
13.2 创建钛扩散轮廓 173  6RV]9  
13.3 定义晶圆 174 0x!XE|7I  
13.4 创建器件 175 ]%jlaXb  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 7u]0dHj  
13.6 定义电极区域 178 8;YeEW5  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 3!M;Z7qF]  
13.8 运行模拟 182 zXQo pQ1  
13.9 创建脚本 184 FN5*pVD;<  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 nj99!"_  
14.1 理论背景 186 OJng  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ((wG K|d  
14.3 生成脚本数据 190 lwhAF, '$  
14.4 导出散射数据 193 (3`
Q`o;  
14.5 创建臂 194 8munw  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 mA
h0xgm  
14.7 加载两个臂的文件 200 _IJPZ'Hr  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 a<l(zJptG  
14.9 连接元件 202 $e#p -z  
14.10 运行模拟 203 R4G$!6Ld  
14.11 创建图以查看结果 204
[$)C(1zY  
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