[产品]光波导、耦合《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 +N5#EpW  
C`+g:qT  
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。 g66=3c9</6  
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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。 [Av#Z)R  
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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。 kF.!U/C  
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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!;n\CV@  

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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。 :b
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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 t1?e$s  
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目 录 '$pT:4EuGq  
1 入门指南 4 `l@[8H%aw  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 3{RuR+yi  
1.2 OptiBPM简介 5 m6^Ua  
1.3 光波导介绍 8 I"Y d6M% ;  
1.4 快速入门 8 PxzeN
6f  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Dww]D|M  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 @;kw6f:{d  
2.2 定义布局设置 29 q9.)p  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 au7%K5  
2.4 插入input plane 35 (Z5=GJM?$  
2.5 运行模拟 39 F{)YdqQ  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 JL $6Fw;  
3 创建一个单弯曲器件 44 +jYO?uaT  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Cnd70tbD )  
3.2 定义布局设置 45 r)Ts(#Z  
3.3 创建一个弧形波导 46 r_p9YS@I  
3.4 插入入射面 49 xEQ2iCeC  
3.5 选择输出数据文件 53 v#&r3ZW0  
3.6 运行模拟 54 kv&%$cA  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 HmKvu"3  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 :J]S+tQ)  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 4"1OtBU3  
4.2 定义布局设置 61 QEL^0c8~  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ! utgo/n  
4.4 插入输入面 62 9
|WBJ6  
4.5 运行模拟 63 6} "?eW  
4.6 预览最大值 65 #%z--xuJL  
4.7 绘制波导 69 !O F#4N  
4.8 指定输出波导的路径 69  hh<5?1  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 !t "uNlN  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 -B:Z(]3#\  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 (1JZuR<?c  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 j[NA3Vj1P  
5.1 定义波导材料 75 xal
,j*  
5.2 定义布局设置 76 ,OWdp<z  
5.3 创建波导 76 [
M_pf2Y  
5.4 修改输入平面 77 o^dt# &  
5.5 指定波导的路径 78 sj a;N
L  
5.6 运行模拟 79 *}R5=r0  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ;e;lPM{+  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 6i[\?7O'0  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 HX\@Qws  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 >SpXB:wx  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 :}x\&]uC#k  
6.2 定义布局结构 89 pC(AM=RY!  
6.3 绘制并定位波导 91 }`6-^lj  
6.4 生成布局脚本 95 ,'5P
[-  
6.5 插入和编辑输入面 97 V\ch0i 1  
6.6 运行模拟 98 RK(uC-l  
6.7 修改布局脚本 100 $t.N|b`'  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 d|TRP,y  
7 应用预定义扩散过程 104 hor ok:{  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 &=fBqod  
7.2 定义布局设置 106 L
v,~Mf1|  
7.3 设计波导 107 [?Y u3E\  
7.4 设置模拟参数 108 F`8A!|cIy  
7.5 运行模拟 110 S;NC
hu?8  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111  wJ!  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 O/_}O_rR  
7.8 添加一个新的轮廓 111 <kn#`w1U'  
7.9 创建上方的线性波导 112 OH5 kT$  
8 各向异性BPM 115 ~c ;7me.  
8.1 定义材料 116 efMv1>{  
8.2 创建轮廓 117 %r6LU<;1@  
8.3 定义布局设置 118 %#Wg>6  
8.4 创建线性波导 120 vq$%Ug/B  
8.5 设置模拟参数 121 1mOZ\L!m*  
8.6 预览介电常数分量 122 OTtSMO  
8.7 创建输入面 123 c}Jy'F7&f  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 dDW],d}B;  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 /r@P\_  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 eC9~ wc  
9.2 定义布局设置 130 C JiMg'K  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 YV-2es+Bd  
9.4 编辑输入平面 132 aFo%B; 8m  
9.5 设置模拟参数 134 yHQ.EZ~%  
9.6 运行模拟 135 `@ qSDW!b  
10 电光调制器 138 aO "JT  
10.1 定义电解质材料 139 51`w.ri  
10.2 定义电极材料 140 9^0 'VRG  
10.3 定义轮廓 141 .)|jBC8|}  
10.4 绘制波导 144 yN{Ybp  
10.5 绘制电极 147 <S $Z  
10.6 静电模拟 149 fouy??  
10.7 电光模拟 151 S7aSUt!  
11 折射率(RI)扫描 155 tRbZ^5x\@  
11.1 定义材料和通道 155 1|/2%IDUI  
11.2 定义布局设置 157 Y+upZ@Ga  
11.3 绘制线性波导 160 }y|%wym  
11.4 插入输入面 160 XT>e/x9'  
11.5 创建脚本 161 BOL_kp"   
11.6 运行模拟 163 $0LlaN@e  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 A40 -])'!  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 'P@
a_*I  
12.1 定义材料 165 CvQ LF9|  
12.2 创建参考轮廓 166 HH^{,53%  
12.3 定义布局设置 166 m>:%[vm  
12.4 用户自定义轮廓 167 i=o>Bl@f  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 2_r}4)z  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 NWCnt,FlY  
13.1 定义材料 173 2:pq|eiF  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 lBQ|=  
13.3 定义晶圆 174 b4%IyJr  
13.4 创建器件 175 fbw{)SZ  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 wO8^|Yf  
13.6 定义电极区域 178 U45/%?kE)  
7MGc+M(p  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 mqsf#'ri  
13.8 运行模拟 182 3J'a  
13.9 创建脚本 184 DMf^>{[  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 y9s5{\H  
14.1 理论背景 186 C 2oll-kN  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 t"0~2R6i  
14.3 生成脚本数据 190 Y%=A>~s*c:  
14.4 导出散射数据 193 JAB]kNvI  
14.5 创建臂 194 }a<MVG:>SF  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 =PZs'K  
14.7 加载两个臂的文件 200 r4D66tF  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 \re.KB#R  
14.9 连接元件 202 t9K.Jc0  
14.10 运行模拟 203 1>1|>%  
14.11 创建图以查看结果 204 Ccc6 ko_  
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