[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 URA0ey`  
~U$":~H[  
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。 %
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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。 Kb&V!#o)  
p|3b/plZ  
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。 h/2/vBs  
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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。 T#EFXHPr  
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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。 "uKFOV?j&  
u5Up&QE!>q  
《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 $6h*lT<  
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目 录 |=6_ xRyr  
1 入门指南 4 $*f?&U]k  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 yNCEz/4  
1.2 OptiBPM简介 5 |3shc,7  
1.3 光波导介绍 8 FhkkWWL  
1.4 快速入门 8 #%$28sxB  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 '<dgT&8C  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 3qaMO#{
M  
2.2 定义布局设置 29 jlqv2V7=/  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 bT)]'(Xy  
2.4 插入input plane 35 6C [E  
2.5 运行模拟 39 < zOi4v0  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 MS3=~*+  
3 创建一个单弯曲器件 44 &GhPvrxI?  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 /
<Ld'J  
3.2 定义布局设置 45 9\JQ7$B  
3.3 创建一个弧形波导 46 @1-F^G%p8  
3.4 插入入射面 49 -!e7L>w  
3.5 选择输出数据文件 53 2`?!+")  
3.6 运行模拟 54 }V]R+%:w@  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Bv6K$4  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 #Sh <Ih  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 h-#1U
3d  
4.2 定义布局设置 61 o!c] (  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 i-" p)2d=#  
4.4 插入输入面 62 !w39FfU{  
4.5 运行模拟 63 YA:nOvd@O  
4.6 预览最大值 65 ~" i0x
 
4.7 绘制波导 69 Iu[|<C
x  
4.8 指定输出波导的路径 69 T
,%j\0  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 @FO)
0  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 RY9V~8|M  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 p-GAe,2q  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 )e|=mtp  
5.1 定义波导材料 75 hk[ %a$Y  
5.2 定义布局设置 76 CW&.NT  
5.3 创建波导 76 oczG|_  
5.4 修改输入平面 77 %]2,&  
5.5 指定波导的路径 78 ~;]W T
 
5.6 运行模拟 79 -n80&  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 QXgE dsw  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 kM8{Cw  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 =O).Lx2J  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 iB[~U3  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 06q(aI^Ch@  
6.2 定义布局结构 89 'Ft0Ry<OL  
6.3 绘制并定位波导 91 42J{aJVH  
6.4 生成布局脚本 95 6!'3oN{  
6.5 插入和编辑输入面 97 9h4({EE2t  
6.6 运行模拟 98 #Lv2Zoi>G  
6.7 修改布局脚本 100 h:Gu`+D>W  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~\LCvcY"X  
7 应用预定义扩散过程 104 Y_woKc*  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 f y:,_#  
7.2 定义布局设置 106 j)C,%Ol  
7.3 设计波导 107 l vMlL5t  
7.4 设置模拟参数 108 *!s;"U  
7.5 运行模拟 110 y){ k3lm0  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 scLn=  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 9RN-suE[  
7.8 添加一个新的轮廓 111 eIRLNxt+v  
7.9 创建上方的线性波导 112 nD5 gP  
8 各向异性BPM 115 1cS}J:0P  
8.1 定义材料 116 ?HF%(>M  
8.2 创建轮廓 117 u/cg|]x&T  
8.3 定义布局设置 118 =  C4  
8.4 创建线性波导 120 <:SZAAoIV  
8.5 设置模拟参数 121  #wL  
8.6 预览介电常数分量 122 vVE2m=!v  
8.7 创建输入面 123 :8CvRO*<  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 I)A`)5="5  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 mEw ~yOW]M  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 t2,A@2DU2  
9.2 定义布局设置 130 QFYWA1<pDh  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 }:X*7 n(&  
9.4 编辑输入平面 132 BZzrRC  
9.5 设置模拟参数 134 LaQ-=;(`  
9.6 运行模拟 135 28 8XF9B^  
10 电光调制器 138 oD<kMK  
10.1 定义电解质材料 139 QUu}Xg:  
10.2 定义电极材料 140 "@??Fw!  
10.3 定义轮廓 141 {}3${  
10.4 绘制波导 144 =-IbS}3  
10.5 绘制电极 147 C(
00<~JC  
10.6 静电模拟 149 e,t(q(L  
10.7 电光模拟 151 { ^cV lC_  
11 折射率(RI)扫描 155 >-H{Z{VDd  
11.1 定义材料和通道 155 S H!  
11.2 定义布局设置 157 0NS<?p~_S  
11.3 绘制线性波导 160 G6T_O  
11.4 插入输入面 160 c-B cA  
11.5 创建脚本 161 $0vb
^  
11.6 运行模拟 163 {q"OM*L(  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 E[/\7v\  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 0aG ni|  
12.1 定义材料 165 &*+'>UEe5  
12.2 创建参考轮廓 166 &l!4mxwr`  
12.3 定义布局设置 166 3AU;>D^5  
12.4 用户自定义轮廓 167 _lamn}(x0  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 HZ'_r cv  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 _f$^%?^  
13.1 定义材料 173 <StN%2WQ1  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 19w*!FGX  
13.3 定义晶圆 174 r"P|dlV-  
13.4 创建器件 175 etTn_v  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 u6AA4(  
13.6 定义电极区域 178 -[cTx[Z,  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 '.:z&gSqx0  
13.8 运行模拟 182 vEJWFoeEFm  
13.9 创建脚本 184 uScMn/%  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 LDPUD'  
14.1 理论背景 186 3yVMXK  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 <sBbT
`  
14.3 生成脚本数据 190 G3Z)Z)N  
14.4 导出散射数据 193 k?+?v?I =  
14.5 创建臂 194 <g"{Wv: h  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 e)d`pQ6  
14.7 加载两个臂的文件 200 &L=suDe  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 17%Mw@+  
14.9 连接元件 202 nAv#?1cjz  
14.10 运行模拟 203 j0oR)du  
14.11 创建图以查看结果 204 E|iQc8gr&  
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