[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 $~j]/U  
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随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。 '.bMkty#  
O=mJ8W@  
OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 \
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 d E
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 >!wwXhH(  
1k7E[G~G|  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 \ pq]q  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 UOwj"#  
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目 录 MdP
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1 入门指南 4 %URyGS]*  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 5n"'M&Ce  
1.2 OptiBPM简介 5 "'8$hV65.p  
1.3 光波导介绍 8 )h/fr|  
1.4 快速入门 8 -}>Q0d)  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 *s/F4?*  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 c2y5[L7?  
2.2 定义布局设置 29 l>:?U  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 J0x)m2  
2.4 插入input plane 35 B.{yf4a#L  
2.5 运行模拟 39 D]0#A|nF  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 [`:\(( 8  
3 创建一个单弯曲器件 44 ;T
R.UUT  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 .z9JoQ  
3.2 定义布局设置 45  g6~uf4;  
3.3 创建一个弧形波导 46 c-3? D;  
3.4 插入入射面 49 ;\H2U.  
3.5 选择输出数据文件 53 PeG8_X}u9  
3.6 运行模拟 54 )S5Q5"j&=f  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 4}0s^>R  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 tV T(!&(  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 /1^%32c  
4.2 定义布局设置 61 3}sd%vCK  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Ltu
;sw  
4.4 插入输入面 62 a([cuh.  
4.5 运行模拟 63 FPu,sz8  
4.6 预览最大值 65 _E1:3N|  
4.7 绘制波导 69 x;C\G`9N  
4.8 指定输出波导的路径 69 i#eb%9Mn  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ^y??pp<1J  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 p_}OtS;  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 8'f:7KF  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 f6z[k_lLN  
5.1 定义波导材料 75 rSa3u*xB  
5.2 定义布局设置 76 EJRwyF5LK  
5.3 创建波导 76 toP7b  
5.4 修改输入平面 77
Z*oGVr g  
5.5 指定波导的路径 78 6.k2,C4dT<  
5.6 运行模拟 79 /|>z7#?m^  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 1|Fukx<@J<  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 1c\$ziB  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 [rf.P'p%  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 9_&.G4%V  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ;ASlsUE\)  
6.2 定义布局结构 89 eE7+fMP{  
6.3 绘制并定位波导 91 aiz_6@Qfz*  
6.4 生成布局脚本 95 zEa3a  
6.5 插入和编辑输入面 97 k/*r2 C  
6.6 运行模拟 98 o8Tt|Lxb$8  
6.7 修改布局脚本 100 RU@`+6j+  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 -[G+*3Y{7  
7 应用预定义扩散过程 104 /9i2@#J}W1  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 {6RT&w  
7.2 定义布局设置 106 4D0"Y#&G  
7.3 设计波导 107 2'N%KKmJL  
7.4 设置模拟参数 108 aLG6yVtu  
7.5 运行模拟 110 l].dOso$`  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Q xKC5`1  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 T,5]EHe
a  
7.8 添加一个新的轮廓 111 zsWYV n]  
7.9 创建上方的线性波导 112 3Ju<jX
oo!  
8 各向异性BPM 115 z#*fELV  
8.1 定义材料 116 7hQ
rL+%q8  
8.2 创建轮廓 117 <AzvVSA,  
8.3 定义布局设置 118 %[5hTf  
8.4 创建线性波导 120
8I`>tY  
8.5 设置模拟参数 121 LG@5Z-  
8.6 预览介电常数分量 122 XB^o>/|@S  
8.7 创建输入面 123 )%gigQZ+  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 U+URj <)  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 m{;2!  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 }c^`!9  
9.2 定义布局设置 130 %r?Y!=0  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 }H\wed]F/  
9.4 编辑输入平面 132 l7nc8K  
9.5 设置模拟参数 134 0]fzjiaGt  
9.6 运行模拟 135 Il,2^54q  
10 电光调制器 138 r 1nl!  
10.1 定义电解质材料 139 +q6/'ErN]m  
10.2 定义电极材料 140 0M>+.}e+  
10.3 定义轮廓 141 =:uK$>[  
10.4 绘制波导 144 
Jzo|$W  
10.5 绘制电极 147 X6kCYTJYF  
10.6 静电模拟 149 VMZ\9IwI  
10.7 电光模拟 151 9aHV~5  
11 折射率(RI)扫描 155 srLXwoN[  
11.1 定义材料和通道 155 2h%/exeS;  
11.2 定义布局设置 157 "@#^/m)  
11.3 绘制线性波导 160 7'LKyy !"3  
11.4 插入输入面 160 ">@]{e*  
11.5 创建脚本 161 i^f*Em1  
11.6 运行模拟 163 k+t?EZ6L  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 W9+H/T7!  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 p D-k<8|
 
12.1 定义材料 165 j  Jt"=  
12.2 创建参考轮廓 166 3MH9%*w'0  
12.3 定义布局设置 166 EyO=M~nsS  
12.4 用户自定义轮廓 167 sIJl9  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ark~#<SqAr  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 F0(P2j  
13.1 定义材料 173
3"FvYv{  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 W US[hx,  
13.3 定义晶圆 174 fh,kbn==r?  
13.4 创建器件 175 oR}cE Sr  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 C-u'Me)H  
13.6 定义电极区域 178 6V-u<FJ  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 m
SdByT+dG  
13.8 运行模拟 182 >"5f B  
13.9 创建脚本 184 +Nn $  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 K2|2Ks_CS  
14.1 理论背景 186 _Wg?H:\  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 1cq"H/N  
14.3 生成脚本数据 190 UTwXN |'|  
14.4 导出散射数据 193 fqpbsM;M]  
14.5 创建臂 194 ]ie38tX$  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Sqn|  
14.7 加载两个臂的文件 200 'o}v{f  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 [ICFPY6  
14.9 连接元件 202 H{M7_1T  
14.10 运行模拟 203 `xv2,Z9<  
14.11 创建图以查看结果 204 S1$lNB  
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