[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 Q<V(#)*  
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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。 bIiuna\  
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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。 5K1cPU~o_b  
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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。 XZKlE F?  
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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。 S9l,P-X`  
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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。 $$m0mK
  
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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 **h4M2'C  
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目 录 vQ*[tp#qU  
1 入门指南 4 F^gTID  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ! eZls  
1.2 OptiBPM简介 5 *Mhirz%iD  
1.3 光波导介绍 8 T>asH  
1.4 快速入门 8 9iG&9tB@  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 6 ^3RfF^W  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 o^~ZXF}  
2.2 定义布局设置 29 b$DiDm  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 o>8~rtl  
2.4 插入input plane 35 CnB[ImMs(A  
2.5 运行模拟 39 F NPu  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 kaCN^yQ  
3 创建一个单弯曲器件 44 '*y(F*7+  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 E'aOHSAg  
3.2 定义布局设置 45 /7D5I\  
3.3 创建一个弧形波导 46 HMF2sc$N  
3.4 插入入射面 49 qt@/  
3.5 选择输出数据文件 53 f8lyH'z0 @  
3.6 运行模拟 54 !s-A`} s+  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 #1haq[Uv7  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 o5s6$\"  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 /GGyM
]k3  
4.2 定义布局设置 61 7_ix&oVI  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 k3$'K}=d  
4.4 插入输入面 62 zjr($?  
4.5 运行模拟 63 6#U~>r/  
4.6 预览最大值 65 !tTv$L>  
4.7 绘制波导 69 &tZIWV1&  
4.8 指定输出波导的路径 69 &Gh,ROo4  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 O6Py  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 "y
w{A%J  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 DD=X{{;D\"  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 tAN!LI+w  
5.1 定义波导材料 75 "]=OR>  
5.2 定义布局设置 76 4JK6<Pk  
5.3 创建波导 76 [nxYfER7  
5.4 修改输入平面 77 5.5kH$;>  
5.5 指定波导的路径 78 Hes!uy  
5.6 运行模拟 79 Ll=G+cw6P  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 {nmu(EP  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 y7UU'k`  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 c)#7T<>*'  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 L!xFhVA<  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 iO*5ClB  
6.2 定义布局结构 89 :'bZ:J>f  
6.3 绘制并定位波导 91 F\N0<o  
6.4 生成布局脚本 95 E9\"@wu[d  
6.5 插入和编辑输入面 97 :

-d#kU  
6.6 运行模拟 98 Sk53Lc  
6.7 修改布局脚本 100 c-hc.i}!  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 YWn""
8p;P  
7 应用预定义扩散过程 104 FL\pgbI  
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@+?tYk*e  
7.2 定义布局设置 106 sX6\AYF1M  
7.3 设计波导 107 /rZk^/'  
7.4 设置模拟参数 108 ynA_Z^j  
7.5 运行模拟 110 :4zPYG 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 0 8L;u7u  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 "}_J"%  
7.8 添加一个新的轮廓 111 }'Ap@4  
7.9 创建上方的线性波导 112 H'3 pHb  
8 各向异性BPM 115 (DvPdOT+3  
8.1 定义材料 116 vx?KenO}  
8.2 创建轮廓 117 PFpFqJ)Cs"  
8.3 定义布局设置 118 OulRqbL2  
8.4 创建线性波导 120 /b #w.>e  
8.5 设置模拟参数 121 #6c,_!  
8.6 预览介电常数分量 122 6xx.Z3v  
8.7 创建输入面 123 :i>LESJq  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 0Lj;t/mG  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 {Yxvb**
  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 8US35t:M  
9.2 定义布局设置 130 4O
M ]8I!  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 H%m^8yW1  
9.4 编辑输入平面 132 XwEMF5[  
9.5 设置模拟参数 134 U $#^
e  
9.6 运行模拟 135 6?}|@y^fb  
10 电光调制器 138 KLM6#6`  
10.1 定义电解质材料 139 kq=Htbv7  
10.2 定义电极材料 140 4'D^>z!c  
10.3 定义轮廓 141 B>E4,"  
10.4 绘制波导 144 }2LG9B%  
10.5 绘制电极 147 H%n
/;DW  
10.6 静电模拟 149 0>j0L8#^p  
10.7 电光模拟 151 &kdW(;`  
11 折射率(RI)扫描 155 ])y)]H#{  
11.1 定义材料和通道 155 4;~xRg;u&*  
11.2 定义布局设置 157 NblPVxS  
11.3 绘制线性波导 160 ):G+*3yb  
11.4 插入输入面 160
prO&"t >  
11.5 创建脚本 161 ,+BFpN'  
11.6 运行模拟 163 )xc1Lsrr9  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 =UO7!vr;[  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 "T /$K  
12.1 定义材料 165 ^Vth;!o  
12.2 创建参考轮廓 166 >1Iw!SO+  
12.3 定义布局设置 166 #pRbRT9  
12.4 用户自定义轮廓 167 n.N0Nhd  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 rk=w~IZJ3  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 $Rze[3  
13.1 定义材料 173 %
}b  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 9ox5,7ZQ  
13.3 定义晶圆 174 |oeg'T  
13.4 创建器件 175 )LG!"~qiz  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 g#{7qmM  
13.6 定义电极区域 178 oSYJXs  

S8;
c0}-  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 T^8`ji  
13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 }6u}?>S  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 xPF.c,6b4=  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 Xl$r720ZJr  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 *@lVesC2  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 FFwu$S6e  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 ;YokPiBy  
14.11 创建图以查看结果 204 }}Q h_(  
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