[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 wy""02j  
(V`ddP-  
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。 9hhYyqGsO  
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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。 g7K<"Z {M  
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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。 s~I#K[[5  
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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。 l, -q:8  
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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。 J*qo3aJjE  
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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 6/|"y  
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目 录 XK
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1 入门指南 4 ZIaFvm&q7Z  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ,fyqa  
1.2 OptiBPM简介 5 w)Y}hlcq  
1.3 光波导介绍 8 V`LW~P;  
1.4 快速入门 8 w6[$vib'  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 R)9FXz$).  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 K(}<L-cv  
2.2 定义布局设置 29 /O$)m[  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 dkOERVRe  
2.4 插入input plane 35 7 '7a`-W  
2.5 运行模拟 39 ''CowI  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 `Ro>?H  
3 创建一个单弯曲器件 44 5K|s]Y;  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 )h;zH,DA[3  
3.2 定义布局设置 45 }-paGM@'Nd  
3.3 创建一个弧形波导 46 rB3b  
3.4 插入入射面 49 =L}$#Y8?  
3.5 选择输出数据文件 53 Ky'\t7p u  
3.6 运行模拟 54 [,mcvO;  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 :']O4v#^  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 s_`y"'^  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 z';h5GNd>z  
4.2 定义布局设置 61 zKaEh   
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 aB4L$M8x  
4.4 插入输入面 62 2pAshw1G  
4.5 运行模拟 63 :n(!,  
4.6 预览最大值 65 PX,fg5s\b  
4.7 绘制波导 69 bl;v^HR0)  
4.8 指定输出波导的路径 69 JPS<e*5  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 |-VbJd  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 |c!lZo/  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 DZ0\pp?S  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 " qrL:,  
5.1 定义波导材料 75 69/qH_Y  
5.2 定义布局设置 76 .t9zF-
jk  
5.3 创建波导 76 w^QqYUL${  
5.4 修改输入平面 77 6c&OR2HGqO  
5.5 指定波导的路径 78 g3,F+  
5.6 运行模拟 79 >eaK@
u-'0  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 =6+j Po{F  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 u+uu?.bM  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 eE;")t,  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Bn{0-5nj  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 MBH/,Yd  
6.2 定义布局结构 89 "n=Ih_J  
6.3 绘制并定位波导 91 )d-
{#  
6.4 生成布局脚本 95 &;k`3`MC~w  
6.5 插入和编辑输入面 97 YJ^TO\4WM  
6.6 运行模拟 98 oJTsrc_-  
6.7 修改布局脚本 100 o] 7U;W  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 QabYkL
5@  
7 应用预定义扩散过程 104 H=k*;'  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Bh,LJawE  
7.2 定义布局设置 106 7'xds  
7.3 设计波导 107 >xE{& ):  
7.4 设置模拟参数 108 JP<Z3 A2q  
7.5 运行模拟 110 p,w6D,h  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ?
V&[U  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 zdUi1 b  
7.8 添加一个新的轮廓 111 (_lc< Bj  
7.9 创建上方的线性波导 112 |!{BjOAD'  
8 各向异性BPM 115 QP e}rQnm  
8.1 定义材料 116 S[ ,r.+  
8.2 创建轮廓 117 ~:srm#IX  
8.3 定义布局设置 118 N]sX r  
8.4 创建线性波导 120 ]jzINaMav  
8.5 设置模拟参数 121 jP";ll|c  
8.6 预览介电常数分量 122 qlg~W/  
8.7 创建输入面 123 P!";$]+  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 g3%t+>$*  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 VmB/X))  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 W$B
x?}x($  
9.2 定义布局设置 130 VRoeq {  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ;G3{ e  
9.4 编辑输入平面 132 <ZNa`  
9.5 设置模拟参数 134 EF{_-FXY  
9.6 运行模拟 135 ~>)GW  
10 电光调制器 138 O"mU#3?
 
10.1 定义电解质材料 139 .0q %A1H  
10.2 定义电极材料 140 O,[aL;v  
10.3 定义轮廓 141 }r/L 9  
10.4 绘制波导 144 JqH2c=}-  
10.5 绘制电极 147 n6nwda  
10.6 静电模拟 149 N3H!ptn37  
10.7 电光模拟 151 vwzTrWA=  
11 折射率(RI)扫描 155 s^9N7'  
11.1 定义材料和通道 155 o=_4v^  
11.2 定义布局设置 157 H2RNekck  
11.3 绘制线性波导 160 ?lU]J]  
11.4 插入输入面 160 nx,67u/Pb  
11.5 创建脚本 161 TR@$$RrU  
11.6 运行模拟 163 ][b
z5aV  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 1)NX;CN  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 @Cm"lv.hz  
12.1 定义材料 165 ~eL7=G@{  
12.2 创建参考轮廓 166 &^9>h/-XT  
12.3 定义布局设置 166 cVn7
jxf  
12.4 用户自定义轮廓 167 jt2m-*aP  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 xMhR;lKY  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ce=6EYl  
13.1 定义材料 173 >KH4X:  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 \{+7`4g  
13.3 定义晶圆 174 n*iaNaU"'  
13.4 创建器件 175 L*h X_8J  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 jO:<"l^+u  
13.6 定义电极区域 178 o<P%|>qX  
O t`}eL-  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 n3b@6V1_  
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 ieS
5*@^k  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 '}4[m>/  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 #0Oqw=F  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 rzaEVXbz1  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 Z*]n]eS  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 ~?b(2gn  
14.11 创建图以查看结果 204 Z/x<U.B  
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