[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 zhsx&  
S+I^!gT  
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。 a6nlt?1?D  
G[yI*/E;  
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。 _l&ucA
 
P_Uutn~  
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。 vDE |sT  
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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。 >
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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。 !#WqA9<  
u{C)qb5Pu  
《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 +{-]P\oc  
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目 录 dWpk='  
1 入门指南 4 d"&3Q_2CD  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 uxDLDA$;  
1.2 OptiBPM简介 5 E(Gr0#8  
1.3 光波导介绍 8 5~}!@yzc  
1.4 快速入门 8 |]ucHV  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Yj8&  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 3,$iGe  
2.2 定义布局设置 29 zSgjp\  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 o#{#r@,i  
2.4 插入input plane 35 I'InZ0J2  
2.5 运行模拟 39 14l; *  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 8
/m3+5  
3 创建一个单弯曲器件 44 HdCk!Fv  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 &?T${*~  
3.2 定义布局设置 45 !~
JWYY  
3.3 创建一个弧形波导 46 JlIS0hnv  
3.4 插入入射面 49 9d\N[[Vu]R  
3.5 选择输出数据文件 53 gWu"91Y0>  
3.6 运行模拟 54 cU | _  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 +x]e-P%  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 EfSMFPM  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 t)(v4^T  
4.2 定义布局设置 61 Q8Te'1Ln!  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 3B#!2|  
4.4 插入输入面 62 %ck`0JZAP  
4.5 运行模拟 63 b]#~39Iph  
4.6 预览最大值 65 az bUc4M  
4.7 绘制波导 69 _85E=  
4.8 指定输出波导的路径 69 3"tg+DncC  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 zJ_My&~  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 l $Zs~@N  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 *vs~SzF$  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 "1%*'B^}bw  
5.1 定义波导材料 75 v=MzI#0L  
5.2 定义布局设置 76 5KaSWw/  
5.3 创建波导 76 W-XN4:,qI  
5.4 修改输入平面 77 *1v_6<;2i<  
5.5 指定波导的路径 78 8Mb$+^zU  
5.6 运行模拟 79 R
`Q?J[e  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 yu_g
Nro L  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 7b,AQ9  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 {~1M  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Dauo(Uhuo  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ._(z~3s  
6.2 定义布局结构 89
_w%s(dzk  
6.3 绘制并定位波导 91 |wJ),h8/  
6.4 生成布局脚本 95 x`3.Wu\  
6.5 插入和编辑输入面 97 !Iko0#4i  
6.6 运行模拟 98 U]mO7HK  
6.7 修改布局脚本 100 ;]u1
~  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 L]NYYP-  
7 应用预定义扩散过程 104 't ;/,+:V  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 gyg|Tno  
7.2 定义布局设置 106 WiwwCKjSa  
7.3 设计波导 107 jL2MW(d^Q  
7.4 设置模拟参数 108 =ZrjK=K  
7.5 运行模拟 110 ]o!&2:'N`  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Qv=Bq{N  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 b@F_7P%  
7.8 添加一个新的轮廓 111 $"(3MnR  
7.9 创建上方的线性波导 112 o"f%\N0_8  
8 各向异性BPM 115 EK.c+Or,  
8.1 定义材料 116 a6 *Y%?  
8.2 创建轮廓 117 5I_hh?N4Z  
8.3 定义布局设置 118  nFVbQa~  
8.4 创建线性波导 120 .Btv}b  
8.5 设置模拟参数 121 0=gF6U  
8.6 预览介电常数分量 122 GMt)}Hz  
8.7 创建输入面 123 a1_o.A  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 @]<DR*<  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 f`bIQ9R  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 LsUFz_  
9.2 定义布局设置 130 2/UI>@By  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 w7Pe  
9.4 编辑输入平面 132 #C'o'%!(  
9.5 设置模拟参数 134 <w%DyRFw3  
9.6 运行模拟 135 Dt (:u,%  
10 电光调制器 138 O]4W|WI3  
10.1 定义电解质材料 139 fCs\Q  
10.2 定义电极材料 140 [v~Uy$d\  
10.3 定义轮廓 141 R|6RI}  
10.4 绘制波导 144  -kV|  
10.5 绘制电极 147 ]Oig..LJ  
10.6 静电模拟 149 XC57];-  
10.7 电光模拟 151 Qdh"X^^  
11 折射率(RI)扫描 155  |UABar b  
11.1 定义材料和通道 155 M5
5e=  
11.2 定义布局设置 157 k_-vT  
11.3 绘制线性波导 160 /{49I,  
11.4 插入输入面 160 -aTg>Q|g&  
11.5 创建脚本 161 `*|LI  
11.6 运行模拟 163 t Qp*'  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 /0X0#+kn  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 }u38:(^`ai  
12.1 定义材料 165 ]i9H_K  
12.2 创建参考轮廓 166 #wq
;^)>  
12.3 定义布局设置 166 n">?LN-DC  
12.4 用户自定义轮廓 167 tP/GDC;  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 FA<Z37:  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 _+0uju?o}  
13.1 定义材料 173 4UkP:Vz:  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 U1OLI]P  
13.3 定义晶圆 174 Y*h`),  
13.4 创建器件 175 Xd90n>4S  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 hCSRsk3  
13.6 定义电极区域 178 4'd;'SvF  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] }UJdE#4  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 =k[(rvU3  
13.8 运行模拟 182 Hz8Jgp  
13.9 创建脚本 184 xP<H,og&x=  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ./aZ

V  
14.1 理论背景 186 dw=Xjyk?h  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 @$K![]oD  
14.3 生成脚本数据 190 #khyy-B=  
14.4 导出散射数据 193 WW,r9D:/  
14.5 创建臂 194 2_B;  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 CfazD??x  
14.7 加载两个臂的文件 200 qP%Smfp6  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 h$:&1jVY{  
14.9 连接元件 202 R|cFpRe  
14.10 运行模拟 203 W0p#Y h:{_  
14.11 创建图以查看结果 204 }bj,&c  
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