[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 m mZP;  
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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。 U;IGV~oT  
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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。 *xmC`oP  
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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。 SvQ|SKE'
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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。 Z,SV9 ~M  
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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。 uD?RL~M  
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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 "U"fsAc#  
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目 录 Y0kcxpK/  
1 入门指南 4 DTuco9yr[  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 lR7;{zlSf'  
1.2 OptiBPM简介 5 !/tV}.*  
1.3 光波导介绍 8 qoH:_o8ClO  
1.4 快速入门 8 9M'"q7Kh  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 0TA8#c  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 1Az&BZU[  
2.2 定义布局设置 29 & wtE"w  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 m1jEky(  
2.4 插入input plane 35 :RukW.MR  
2.5 运行模拟 39 2;*G!rE&*`  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 t#_6GL  
3 创建一个单弯曲器件 44 EtPB_! +  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 =liyd74%`  
3.2 定义布局设置 45 V`LE 'E  
3.3 创建一个弧形波导 46 |v@_~HV
 
3.4 插入入射面 49 Ix,b-C~  
3.5 选择输出数据文件 53 l3u+fE,;_  
3.6 运行模拟 54 =WI3#<vDG  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }Hg\ tj}i  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 h$$JXf  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 x9\{a  
4.2 定义布局设置 61 T+~&jC:{  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Z.Z31yF:f  
4.4 插入输入面 62 [h-NX  
4.5 运行模拟 63 0PFC
%x  
4.6 预览最大值 65 \'u+iB g  
4.7 绘制波导 69 EXj
R&"R  
4.8 指定输出波导的路径 69 m*HUT 
V  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 FZ<6kk4  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 EZ/_uj2&SN  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 e 2NF.  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 *y|w9rp  
5.1 定义波导材料 75 F=5vAv1  
5.2 定义布局设置 76 tj00xYY  
5.3 创建波导 76 ;
nbEV2Y<  
5.4 修改输入平面 77 7Dl^5q.|  
5.5 指定波导的路径 78 %rnRy<9  
5.6 运行模拟 79 >7X5/z  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 
CE  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Gdx%#@/  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 jqj}j2 9  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 >k@{N
P2b  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 J0e
^v  
6.2 定义布局结构 89 DwFvM0O6\  
6.3 绘制并定位波导 91 N;P
/$  
6.4 生成布局脚本 95 UHi^7jQ  
6.5 插入和编辑输入面 97 K*'AjT9wX+  
6.6 运行模拟 98 {Fyw<0 [@  
6.7 修改布局脚本 100 {~}:oV  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 y6sY?uu  
7 应用预定义扩散过程 104 W^ask[4
6R  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 }3XjP55  
7.2 定义布局设置 106 rO#$SW$YW  
7.3 设计波导 107 5oYeUy>N  
7.4 设置模拟参数 108 xOg|<Nnl  
7.5 运行模拟 110 gMq;  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ~e,K  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Gv8Z  
7.8 添加一个新的轮廓 111 \!uf*=d  
7.9 创建上方的线性波导 112 n]5Pfg|a  
8 各向异性BPM 115 I 6<LKI/  
8.1 定义材料 116 #3?"#),q
 
8.2 创建轮廓 117 L:lnm9<  
8.3 定义布局设置 118 L7(.dO0C  
8.4 创建线性波导 120 =8p[ (<F=  
8.5 设置模拟参数 121 {/?{UbU  
8.6 预览介电常数分量 122 p>pAU$k{O  
8.7 创建输入面 123 JPT&!%~  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ]>sMu]biH  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 .1J`>T?=Q  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 1ATH$x  
9.2 定义布局设置 130 e*Nm[*@UW  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 p{r{}i
YI  
9.4 编辑输入平面 132 HQ4WunH2Y  
9.5 设置模拟参数 134 c[OQo~m$  
9.6 运行模拟 135 +&_n[;
 
10 电光调制器 138 ZWx[@5  
10.1 定义电解质材料 139 Pj8Vl)8~NV  
10.2 定义电极材料 140 5HvYy *B/  
10.3 定义轮廓 141 {EU]\Mp0j  
10.4 绘制波导 144 ih:%U  
10.5 绘制电极 147 <bv9X?U  
10.6 静电模拟 149 l~kxK.Ru  
10.7 电光模拟 151 m]=G73jzO  
11 折射率(RI)扫描 155 B]7QOf"  
11.1 定义材料和通道 155 P8CIKoKCV  
11.2 定义布局设置 157 waV4~BdL  
11.3 绘制线性波导 160 T z+Y_  
11.4 插入输入面 160 }_Sg
or83n  
11.5 创建脚本 161 X)9|ZF2`  
11.6 运行模拟 163 e
<Oz%  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Hpp;dG  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Pc~)4>X<  
12.1 定义材料 165 'xM\txZ;  
12.2 创建参考轮廓 166 uA%F0oM  
12.3 定义布局设置 166 jz&=8  
12.4 用户自定义轮廓 167 63i&e/pv  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 u`*
$EP-%  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 )[t3-'  
13.1 定义材料 173 wLQM]$O  
13.2 创建钛扩散轮廓 173
zfml^N  
13.3 定义晶圆 174 ju"j?2+F  
13.4 创建器件 175 k}{K7,DM  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 =&U7:u  
13.6 定义电极区域 178 VD=F{|^  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 _j_c&  
13.8 运行模拟 182 V
K4"  
13.9 创建脚本 184 ~BI! l  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 0j'k%R[l  
14.1 理论背景 186 jin?;v  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 `jDmbD +=  
14.3 生成脚本数据 190 -32.g\]  
14.4 导出散射数据 193 :4238J8  
14.5 创建臂 194 T=cb:PD{%  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 BQ~&gy{  
14.7 加载两个臂的文件 200 g[xn0rG  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Yg`z4U'6~  
14.9 连接元件 202 b@[5xv\J  
14.10 运行模拟 203 RveMz$Yy  
14.11 创建图以查看结果 204 Tj=g[)+K  
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