[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 A%oHx|PD  
\Q?r+VZ  
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。 vz,l{0v  
V;~W,o!  
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。 )fpZrpLXE  
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$l'wz  
通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 lEANNu  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 QOEcp% 6I}  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 L=VJl[DL  
]k]P (w  
《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 4{X5ZS?CkI  
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目 录 9Rzu0:r.,  
1 入门指南 4 (m\PcF  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 7z)Hq./3@  
1.2 OptiBPM简介 5 gE0k|Z(RF  
1.3 光波导介绍 8 d11~mU\  
1.4 快速入门 8 =\ iV=1iB  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 !GURn1vcAe  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 n
xKV7d@R  
2.2 定义布局设置 29 .4Jea#M&x  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 O2us+DhQ  
2.4 插入input plane 35 %/CCh;N#  
2.5 运行模拟 39 Im+<oZ  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 PiMh]  0  
3 创建一个单弯曲器件 44 ux& WN ,  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 AwAUm 2^  
3.2 定义布局设置 45 0[7\p\Q  
3.3 创建一个弧形波导 46 PR|F-/o  
3.4 插入入射面 49 D4ESo)15'  
3.5 选择输出数据文件 53 G}&B{Ir  
3.6 运行模拟 54 4)!aYvaER  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 0g,;Yzm  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 [DC8X P5<  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ']4b}F:}  
4.2 定义布局设置 61 c]v$C&FX  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 y9{KBM%h  
4.4 插入输入面 62 x?9rT 0D  
4.5 运行模拟 63 <[@AMdS  
4.6 预览最大值 65 3J32W@}.K  
4.7 绘制波导 69 IKMkpX!]  
4.8 指定输出波导的路径 69 9i*t3W71]  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 @Z&El:]3>  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 3'}(:X(  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 *8M0h9S$  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 `|Pfa  
5.1 定义波导材料 75 T ]hVO'z  
5.2 定义布局设置 76 Wl/oun~o  
5.3 创建波导 76 ]+<[D2f  
5.4 修改输入平面 77 p#wQW[6  
5.5 指定波导的路径 78 'c*Q/C;  
5.6 运行模拟 79 /bv1R5  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 e;GLPB  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 @e8b'w3  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 RZ-=UIf  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 y[:\kI  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ON.C%-T-  
6.2 定义布局结构 89 9fj3q>Un,  
6.3 绘制并定位波导 91 gHpA@jdC*  
6.4 生成布局脚本 95 18f!k  
6.5 插入和编辑输入面 97 T"xq^h1\  
6.6 运行模拟 98 m-Q!V+XQp  
6.7 修改布局脚本 100 ecDni
>W  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 tPBr{  
7 应用预定义扩散过程 104 B+[ri&6X\  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {AUhF}
O  
7.2 定义布局设置 106 o@*eC L=  
7.3 设计波导 107 -c|dTZ8D)8  
7.4 设置模拟参数 108 z SDRZ!  
7.5 运行模拟 110 NF
8'O  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 M3P
\1  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 r6S-G{o  
7.8 添加一个新的轮廓 111 }K':tX?  
7.9 创建上方的线性波导 112 ]CHO5'%,$  
8 各向异性BPM 115 ySAkj-< /P  
8.1 定义材料 116 > Dy
<@e  
8.2 创建轮廓 117 N3O3V5':!  
8.3 定义布局设置 118 UKX9C"-5v  
8.4 创建线性波导 120 d5
Hp&tm  
8.5 设置模拟参数 121 sA$x2[*O  
8.6 预览介电常数分量 122 TgMa!Vz  
8.7 创建输入面 123 HHVCw7r0  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 :0@R(ct;>  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ko<u0SjF)u  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
uq?((  
9.2 定义布局设置 130 #gn{X!;-;  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 =h5&:?X  
9.4 编辑输入平面 132 e.-+zkQ8EI  
9.5 设置模拟参数 134 WK$75G,  
9.6 运行模拟 135 zntvKOIh  
10 电光调制器 138 cHo@F!{o=  
10.1 定义电解质材料 139 :{sy2g/+  
10.2 定义电极材料 140 a7$-gW"Z(,  
10.3 定义轮廓 141 4SRjF$Bsz  
10.4 绘制波导 144 vd<r}3i*  
10.5 绘制电极 147 pRR1k?  
10.6 静电模拟 149 Qp>'V<%m-  
10.7 电光模拟 151 K^32nQX  
11 折射率(RI)扫描 155 *rKj%Me  
11.1 定义材料和通道 155 N;Hoi8W  
11.2 定义布局设置 157 ]hE%Tk-
  
11.3 绘制线性波导 160 MpY/G%3  
11.4 插入输入面 160
HGycF|]2  
11.5 创建脚本 161 , e^&,5b  
11.6 运行模拟 163 oF'_x,0  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 f2h`bO  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 zXX=WH  
12.1 定义材料 165 N"/J1   
12.2 创建参考轮廓 166 Z4ekBdmCL  
12.3 定义布局设置 166 !s^[|2D_U  
12.4 用户自定义轮廓 167 [A jY~  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 YQ? "~[mL  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 2/o_,k  
13.1 定义材料 173 `L~gERW#  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 6&oaxAp<s  
13.3 定义晶圆 174 .+3~ w  
13.4 创建器件 175 ,c]<Yu  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Rtywi}VV2  
13.6 定义电极区域 178 r4MPs-}oF  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 DP@F-Q4  
13.8 运行模拟 182 ZNfQM&<d  
13.9 创建脚本 184 kB#;s  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 itYTV?bd  
14.1 理论背景 186 cQzUR^oq,  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 G^1 5V'*  
14.3 生成脚本数据 190 DXF>#2E^+  
14.4 导出散射数据 193 y':JUwUN  
14.5 创建臂 194 !)r1zSY"g  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 4De2miq  
14.7 加载两个臂的文件 200 .@KI,_X6,  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 aHR+
4m~)  
14.9 连接元件 202 }[;{@Zn  
14.10 运行模拟 203  K
P@bz  
14.11 创建图以查看结果 204 /Fj*sS8  
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