[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 u9QvcD^'z  
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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。 'ym/@h7h  
6 C;??Y>b  
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。 <SbW QbN  
?< mSEgvu  
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。 X5'foFE'
  
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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。 Il>!C\hU  
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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。 u\.7#D>  
~M2w&g;1  
《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 ;)~loa1\  
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目 录 *EvnN:  
1 入门指南 4 5L%A5C&|  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 +m]$P,yMt  
1.2 OptiBPM简介 5 +t})tDPXw  
1.3 光波导介绍 8 >y &9!G  
1.4 快速入门 8 mn)kd  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 C1Slx
!}  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 vn9_tL&  
2.2 定义布局设置 29 ZV$qv=X  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 c7E=1*C<  
2.4 插入input plane 35 D<]z.33  
2.5 运行模拟 39 a$l  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Rku9? zf^  
3 创建一个单弯曲器件 44 ehPrxIyC  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 4&2aJ_ 2y  
3.2 定义布局设置 45 2r^|  
3.3 创建一个弧形波导 46 E?m(&O j  
3.4 插入入射面 49 wWQv]c%  
3.5 选择输出数据文件 53 0jF~cV  
3.6 运行模拟 54 
_jQ"_Ff  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 M8oI8\6[  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 eR4%4gW)  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Gcna:w>6d  
4.2 定义布局设置 61 t-)C0<  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 DP6M4  
4.4 插入输入面 62 7loIX Qw  
4.5 运行模拟 63 qCi6kEr  
4.6 预览最大值 65 J]^)vxm3  
4.7 绘制波导 69 y'(l]F1]  
4.8 指定输出波导的路径 69 h/j+b.|  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 lU`]yL  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 !ZPa
U11  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 mFC0f?nr  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 wO;\,zU  
5.1 定义波导材料 75 T\55uQ  
5.2 定义布局设置 76 |W];8  
5.3 创建波导 76 VImcW;Xa  
5.4 修改输入平面 77 t9685s  
5.5 指定波导的路径 78 ,A T!:&<X  
5.6 运行模拟 79 7@NAky(  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 gNY}`'~hr  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 jO)UK.H#  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84  m_LW<'  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 .H {  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 BFmd`#{l  
6.2 定义布局结构 89 uO
%G,b  
6.3 绘制并定位波导 91 z=J%-Hq>  
6.4 生成布局脚本 95 D<B/oSy  
6.5 插入和编辑输入面 97 @0S3`[/
U  
6.6 运行模拟 98 0wU8PZ Nj  
6.7 修改布局脚本 100 ?4GI19j  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 [XK Ke  
7 应用预定义扩散过程 104 g!;k$`@{E'  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ]PJb 9$f2  
7.2 定义布局设置 106 .>NhC"  
7.3 设计波导 107 R
d7Xs  
7.4 设置模拟参数 108 Fsv:SL+5  
7.5 运行模拟 110 ?&W1lYY  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 K<'L7>s3lA  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 0hnTHlk  
7.8 添加一个新的轮廓 111 `!rH0]vy  
7.9 创建上方的线性波导 112 RG1~)5AL~Y  
8 各向异性BPM 115 #
K:|@d  
8.1 定义材料 116 ]y= ff6Q  
8.2 创建轮廓 117 PYX]ld.E  
8.3 定义布局设置 118 !g{9]"Z1T  
8.4 创建线性波导 120 `KBgVhS>  
8.5 设置模拟参数 121 bI/d(Q%#<  
8.6 预览介电常数分量 122 ~?TG
SD@(  
8.7 创建输入面 123 H. UwM  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
oace!si  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 T|dQY~n~  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
!mLQdkT
E  
9.2 定义布局设置 130 0O+[z9  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 p_T>"v  
9.4 编辑输入平面 132 22lC^)`TE  
9.5 设置模拟参数 134 mVFz[xI  
9.6 运行模拟 135 $K1 /^  
10 电光调制器 138 `\LhEnIwu  
10.1 定义电解质材料 139 "X4L+]"$g  
10.2 定义电极材料 140 ZS[(r-)$F  
10.3 定义轮廓 141 Blv!%es  
10.4 绘制波导 144 v3SH+Ej4  
10.5 绘制电极 147 !pY=\vK;  
10.6 静电模拟 149 [!9dA.tF  
10.7 电光模拟 151 2]W"sT[  
11 折射率(RI)扫描 155 }`M53>C,gQ  
11.1 定义材料和通道 155 ns`|G;1vv  
11.2 定义布局设置 157 Ln/6]CMl  
11.3 绘制线性波导 160 U%oh?g  
11.4 插入输入面 160 3";Rw9  
11.5 创建脚本 161 s*$Re)}S  
11.6 运行模拟 163 rrBu6\D  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Esh3cn4  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 O9y4.`a"  
12.1 定义材料 165 C%P)_)--V  
12.2 创建参考轮廓 166 &
E|2-
)  
12.3 定义布局设置 166 pUtd_8  
12.4 用户自定义轮廓 167 v_-S#(  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 \z"0lAv"  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 :.KN;+tP  
13.1 定义材料 173 ^wesuW@=  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 `;Qw/xl_N  
13.3 定义晶圆 174 {B^V_TX2  
13.4 创建器件 175 :C6  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 "[(&$I  
13.6 定义电极区域 178 ds@X%L;_  
z~tCag8I(k  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 ]C.x8(2!f  
13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 h'Tn&2r6  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 9$[I~I#z  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 f+>l-6M+p  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Fe8JsB-  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 c32IO&W4  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203  !]]QbB  
14.11 创建图以查看结果 204 [KrWL;[1<  
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