[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 6cgpg+-a  
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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。 ?fqkM  
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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。 &zg$H,@Qp  
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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。 0qotC6l~_w  
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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。 yC&
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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。 C7c|\T  
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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 E-7a`S  
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目 录 v2W"+QS}u  
1 入门指南 4 ys"mP*wD  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 sQ3ayB`  
1.2 OptiBPM简介 5 ,~=z_G`R  
1.3 光波导介绍 8 n<Xm%KH.  
1.4 快速入门 8 *9U4^lJjn  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 wYS KtG~/S  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 _UVX  
2.2 定义布局设置 29 ?'8MI|*l%  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 \qK}(xq[  
2.4 插入input plane 35 vSHIl"h  
2.5 运行模拟 39 VQW)qOR9  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 xa%ktn  
3 创建一个单弯曲器件 44 LF3GVu,  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 +ke42Jwt  
3.2 定义布局设置 45 {1-CfQ0 8  
3.3 创建一个弧形波导 46 .of:#~  
3.4 插入入射面 49 5M.n'*   
3.5 选择输出数据文件 53 ~"4vd 3  
3.6 运行模拟 54 JEkIbf?=r  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ]mLTF',5  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 l4BO@  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Hh'14n&W  
4.2 定义布局设置 61 pmpn^ZR  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 .WPR}v,.Z  
4.4 插入输入面 62 Lq8Z!AIw>  
4.5 运行模拟 63 uZ39Vx  
4.6 预览最大值 65 v%PWr5]  
4.7 绘制波导 69 N~K)0RETn  
4.8 指定输出波导的路径 69 AB|VO4-?  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 A%2M]];%X  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 kBQenMm  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 2KNKdV3NK  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 m^u&g&^  
5.1 定义波导材料 75 $\J9F=<a  
5.2 定义布局设置 76 \5pAG mgD  
5.3 创建波导 76 < $?}^ 0R  
5.4 修改输入平面 77 $}"Wta  
5.5 指定波导的路径 78 GyXs{*  
5.6 运行模拟 79 yp/V8C  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 j &[WE7wf  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 EvardUB)  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 
z o))x(  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 =&g}Y  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 M[3w EX^  
6.2 定义布局结构 89 Ch&]<#E>`  
6.3 绘制并定位波导 91 7(+ZfY~w"  
6.4 生成布局脚本 95 3usA  
6.5 插入和编辑输入面 97 4a50w:Jy]  
6.6 运行模拟 98 u|*|RuY  
6.7 修改布局脚本 100 C-b%PgA  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~ z&A  
7 应用预定义扩散过程 104 ua>~$`@gX  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 N~<}\0  
7.2 定义布局设置 106 ?)QBJ9F  
7.3 设计波导 107 VKJ~ZIO@A  
7.4 设置模拟参数 108 6)2M/(  
7.5 运行模拟 110 N#!1@!2BN  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 &"6ktKrIg  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 !U~#H_  
7.8 添加一个新的轮廓 111 v.&*z48  
7.9 创建上方的线性波导 112 zc~xWy+  
8 各向异性BPM 115 8q[Wf
D  
8.1 定义材料 116 F?AfB[PM  
8.2 创建轮廓 117 yl+)I  
8.3 定义布局设置 118 1?$!y  
8.4 创建线性波导 120 `Ta(P30  
8.5 设置模拟参数 121 7,VWvmWJex  
8.6 预览介电常数分量 122 dX}dO)%m{  
8.7 创建输入面 123 b
2kbuk]  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 v?=VZ~`O(  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 q@Yt`$VTN  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 wgP3&4cSUc  
9.2 定义布局设置 130 w*kFtNBfU  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 gJ~*rWBK:  
9.4 编辑输入平面 132 u,9U0ua@;  
9.5 设置模拟参数 134 :q[n1 O[Ch  
9.6 运行模拟 135 rd~W.b_b  
10 电光调制器 138
!td.ks0  
10.1 定义电解质材料 139 9s6lt#?b  
10.2 定义电极材料 140 l0 :xQV`  
10.3 定义轮廓 141 2jBE+k"M  
10.4 绘制波导 144 XFAt\g  
10.5 绘制电极 147 h#;K9#x6  
10.6 静电模拟 149 #;\;F PuZ  
10.7 电光模拟 151 KKJ[  
11 折射率(RI)扫描 155 <a}|G1 h  
11.1 定义材料和通道 155 3t6'5{  
11.2 定义布局设置 157 qinQ5t
  
11.3 绘制线性波导 160 'ZgW~G]S  
11.4 插入输入面 160 Rk0rHC6[  
11.5 创建脚本 161 \-id[zKb  
11.6 运行模拟 163 )cBV; E<  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 9f[[%80  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 )F2tV ]k\  
12.1 定义材料 165 =9MH
  
12.2 创建参考轮廓 166 A0sW 9P6F  
12.3 定义布局设置 166 j!n> d  
12.4 用户自定义轮廓 167 9@+X?Nhv5  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 /kVc7LC  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 7ij=%if2@k  
13.1 定义材料 173 Zul32]1r  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 3goJ(XI  
13.3 定义晶圆 174 -iX!F~qS,  
13.4 创建器件 175 Ot<!
YM  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 $X]v;B)J|  
13.6 定义电极区域 178 X*):N]  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 EmoU7iy  
13.8 运行模拟 182 d0,F'?.0|  
13.9 创建脚本 184 +JVfnTd  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 tqC#_[~7  
14.1 理论背景 186 }TLC b/+  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 X;RI7{fW%X  
14.3 生成脚本数据 190 #=3]bg  
14.4 导出散射数据 193 g5\B-3{  
14.5 创建臂 194 Ro$XbU)  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Ww4G  
14.7 加载两个臂的文件 200 pU/.|Sh  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 9>P(eN  
14.9 连接元件 202 5E|2S_)G  
14.10 运行模拟 203 i*>yUav"  
14.11 创建图以查看结果 204 ((q(Q9(F  
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