[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 YYT;a$GTo  
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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。 wa[L[mw  
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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。 OH/9<T
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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。 }R;}d(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。 %6q82}#`  
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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。 Un]wP`  
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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 x+Yo#u22  
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目 录 /Qst :q  
1 入门指南 4 pE
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1.1 OptiBPM安装及说明 4 |pHlBzHj  
1.2 OptiBPM简介 5 ku,{NY f^Y  
1.3 光波导介绍 8 $TK*w8@:  
1.4 快速入门 8 "" UyfC[  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 _o9axBJs  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 F`4W5~`  
2.2 定义布局设置 29 u43Mo\"<&%  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 uzxwJs'fz  
2.4 插入input plane 35 }36AeJ7L  
2.5 运行模拟 39 9<3( QR  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 to: ;:Goa  
3 创建一个单弯曲器件 44 q
oZi1,i'  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 bqH [-mu6  
3.2 定义布局设置 45 o1#3A  
3.3 创建一个弧形波导 46 C]Fw*t   
3.4 插入入射面 49 qcO~}MJr}^  
3.5 选择输出数据文件 53 sq=EL+=j  
3.6 运行模拟 54 Hx6ODj[-  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 r??_2>Q  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 >h%>s4W  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 q+[ )i6!?  
4.2 定义布局设置 61 g5#LoGc  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ;uAh)|;S#  
4.4 插入输入面 62 ZNH-0mk  
4.5 运行模拟 63 Zsapu1HoL\  
4.6 预览最大值 65 k% \;$u=%  
4.7 绘制波导 69 D?y-Y  
4.8 指定输出波导的路径 69 P8=|#yCi  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 F~=kMQO  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 9Pg6,[*u  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ^}2!fRKAmo  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 zq+2@"q  
5.1 定义波导材料 75 
}s?3  
5.2 定义布局设置 76 d(}? \|  
5.3 创建波导 76 Mh3.GpS  
5.4 修改输入平面 77 t$qIJt$  
5.5 指定波导的路径 78 |}^u<S8X  
5.6 运行模拟 79 v8)wu=u  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 7>i
m2"zm  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ?`OFn F,K  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 w)J-e gc  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 r=.@APZB  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 f\?Rhyz  
6.2 定义布局结构 89 7`~0j6FY  
6.3 绘制并定位波导 91 |5>A^a  
6.4 生成布局脚本 95 (8~mf$ zx,  
6.5 插入和编辑输入面 97 tMdSdJ8  
6.6 运行模拟 98 &b~X&{3,  
6.7 修改布局脚本 100 @rqmDpU  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @Wd(>*"zw  
7 应用预定义扩散过程 104 C:&Sk\   
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 I`xC0ZUKj  
7.2 定义布局设置 106 g#fn(A  
7.3 设计波导 107  e4_A`j'  
7.4 设置模拟参数 108 C3.]dsv:  
7.5 运行模拟 110 m{>"  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 gCYe^KJ  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 gs0
jwI  
7.8 添加一个新的轮廓 111 %q r,Ssa/  
7.9 创建上方的线性波导 112 >8{{H"$;(  
8 各向异性BPM 115 AEf[:]i]  
8.1 定义材料 116 |0p@'X1  
8.2 创建轮廓 117 4TQmEM,  
8.3 定义布局设置 118 [Ous|a[)o  
8.4 创建线性波导 120 Ymnh%wS  
8.5 设置模拟参数 121 RI<smt.Ng  
8.6 预览介电常数分量 122 (VkO[5j  
8.7 创建输入面 123 C_;nlG6  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 V]]!0ugvk(  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 m' j1  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 @ZYJY  
9.2 定义布局设置 130 ~T9QpL1OJ  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 kwww5p ["  
9.4 编辑输入平面 132 : maBec)  
9.5 设置模拟参数 134 39[ylR|\  
9.6 运行模拟 135 37IHn6r\  
10 电光调制器 138 K}n.k
[Do  
10.1 定义电解质材料 139 U7fNA7#x"  
10.2 定义电极材料 140 dA2@PKK  
10.3 定义轮廓 141 xz}CqPJ#  
10.4 绘制波导 144 ME)='~E  
10.5 绘制电极 147 Bn.R,B0PL  
10.6 静电模拟 149 g@t..xJ,  
10.7 电光模拟 151 ]m&Ss  
11 折射率(RI)扫描 155 fQ.S ,lMe  
11.1 定义材料和通道 155 2cS94h  
11.2 定义布局设置 157 gQ{<2u  
11.3 绘制线性波导 160 #;1RStb:zj  
11.4 插入输入面 160 Xmb##:  
11.5 创建脚本 161 +wHa)A0MW  
11.6 运行模拟 163 ",5=LW&,  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 /r&4< @  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 C=K{;.  
12.1 定义材料 165 9N2.:<so  
12.2 创建参考轮廓 166 eH*i_g'  
12.3 定义布局设置 166 x a\~(B.  
12.4 用户自定义轮廓 167 z)eNM}cF  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 XCgC^c'  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 gtY7N>e  
13.1 定义材料 173 *y+K{ fM1  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 l Ny<E!0  
13.3 定义晶圆 174 sUkn.g!  
13.4 创建器件 175 r'|ei,  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 R
(}!gv}s  
13.6 定义电极区域 178 !0Ak)Q]e'  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] uc=u4@.>  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 t`Xx\  
13.8 运行模拟 182 96gaun J  
13.9 创建脚本 184 h7xgLe@  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 y#O/Xw  
14.1 理论背景 186 mkgL/h*  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 e)L!4Y44K  
14.3 生成脚本数据 190 27F:-C~.9  
14.4 导出散射数据 193 GIK.+kn\  
14.5 创建臂 194 <rU+{&FKNL  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Aq$o&t  
14.7 加载两个臂的文件 200 ,M\/[_:  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 !_&;#j](  
14.9 连接元件 202 X`]>J5  
14.10 运行模拟 203 PhmtCp0-7-  
14.11 创建图以查看结果 204 +:J:S"G  
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