[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 fZKt%m  
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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。 jEz+1Nl)  
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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。 @FN*TJ  
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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。 Cv)/7vyB8  
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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。 #&8}<8V  
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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。 }<jb vCeK  
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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 I =Wc&1g  
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目 录 2}vg U$a  
1 入门指南 4 1x~U*vbhQ  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 RQW6N??C  
1.2 OptiBPM简介 5 ZiFooA  
1.3 光波导介绍 8 ]+DI.%   
1.4 快速入门 8 _U|7'^|  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 2h {q h  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 "k$JP  
2.2 定义布局设置 29 K3GSOD>  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 D~K;~nI  
2.4 插入input plane 35 hbOnlj4  
2.5 运行模拟 39 iF+RnWX\  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ?v}Bd!'+P  
3 创建一个单弯曲器件 44 E{Pgf8
 
3.1 定义一个单弯曲器件 44 nL]^$J$  
3.2 定义布局设置 45 1U\$iy8}  
3.3 创建一个弧形波导 46 _L.n,  
3.4 插入入射面 49 t>UkE9=3\  
3.5 选择输出数据文件 53 9=dkx^q  
3.6 运行模拟 54 RAs0]K  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 smAC,-6]~  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 o[6y+<'o  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ^b?2N/m@  
4.2 定义布局设置 61 +UWU|:  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 )wzV $(~  
4.4 插入输入面 62 g+z
J?  
4.5 运行模拟 63 $<)Yyi>6E  
4.6 预览最大值 65 E^ h=!RW{  
4.7 绘制波导 69 $<?X7n^  
4.8 指定输出波导的路径 69 K%KZO`gO  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ":?
T%v>  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 -[#n+`M  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 1ywU@].6J]  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 u~ F;xQ  
5.1 定义波导材料 75 w5~i^x  
5.2 定义布局设置 76 ? S=W&  
5.3 创建波导 76 {6vEEU  
5.4 修改输入平面 77 ,35&G"JK5  
5.5 指定波导的路径 78 =)<3pGO  
5.6 运行模拟 79 J>S3sP  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Sg*0[a3z  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 =F%RLpNU4  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 v1[_}N9f>H  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 %I4zQiJ%  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 <ZPZk'53<f  
6.2 定义布局结构 89 &y_? rH  
6.3 绘制并定位波导 91 \x\.  
6.4 生成布局脚本 95 ( 76{2  
6.5 插入和编辑输入面 97 X1J;1hRUP  
6.6 运行模拟 98 Ns~&sE:  
6.7 修改布局脚本 100 +QqH}= M  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
e 3@x*XI  
7 应用预定义扩散过程 104 6
!7Pm>ml  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 .{rbw9  
7.2 定义布局设置 106 ~5#)N{GbY  
7.3 设计波导 107 s^|\9%WD  
7.4 设置模拟参数 108 =q CF%~  
7.5 运行模拟 110 KXBL eR&^  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 pVokgUrC  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 s^C;>  
7.8 添加一个新的轮廓 111 saK;[&I*  
7.9 创建上方的线性波导 112 {gkwOMW  
8 各向异性BPM 115 3B18dv,V  
8.1 定义材料 116 2*[Un(  
8.2 创建轮廓 117 ,Q2N[Jwd$  
8.3 定义布局设置 118 nmE5]Pcg  
8.4 创建线性波导 120 c;V D}UD'  
8.5 设置模拟参数 121 -
Ds|qzrN%  
8.6 预览介电常数分量 122 ;~tsF.=
 
8.7 创建输入面 123 IKm&xzV-  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 :I
/  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 j 2}
v}  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ?n*fy  
9.2 定义布局设置 130 hLA;Bl  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 !UNNjBBP7  
9.4 编辑输入平面 132 Wvr+
y!F  
9.5 设置模拟参数 134 IRB& j%LA  
9.6 运行模拟 135 V/H@vKN2  
10 电光调制器 138 U)~#g'6:8  
10.1 定义电解质材料 139 $N\+,?  
10.2 定义电极材料 140 dq8+m(7k  
10.3 定义轮廓 141 @InJ_
9E
 
10.4 绘制波导 144 m "]!I~jd  
10.5 绘制电极 147 %]jQ48^R  
10.6 静电模拟 149 ]gP8?s|  
10.7 电光模拟 151 3X'W
R]  
11 折射率(RI)扫描 155 o>u!CL<  
11.1 定义材料和通道 155 syFI$rf _  
11.2 定义布局设置 157 u9>6|w+  
11.3 绘制线性波导 160 Jr?!Mh-  
11.4 插入输入面 160 )5i*/I\  
11.5 创建脚本 161 ?'+8[OHiF^  
11.6 运行模拟 163 #:W%,$9\P  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 x(6vh2#vD  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /+P5)q TKL  
12.1 定义材料 165 :@e\'~7sH  
12.2 创建参考轮廓 166 !fZ
LQc  
12.3 定义布局设置 166 W?PWJkIw  
12.4 用户自定义轮廓 167 |uQ[W17^N  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ]PVto\B=  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 @U7Dunu*f  
13.1 定义材料 173 syMm`/*/G-  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 }bgo )<i  
13.3 定义晶圆 174 |8;? *s`H  
13.4 创建器件 175 >Fh#DmQ  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 |UZOAGiBg  
13.6 定义电极区域 178 ^je528%H  
>W~=]&7{s4  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 -7
L  
13.8 运行模拟 182 '_E c_F  
13.9 创建脚本 184 0%;MVMH  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
;(`e^IVf  
14.1 理论背景 186 f-]><z  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 a(!3Afi  
14.3 生成脚本数据 190 LH.%\TMN$  
14.4 导出散射数据 193 \!7*(&yly  
14.5 创建臂 194 r4S=I  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 N4+g("  
14.7 加载两个臂的文件 200 R}.3|0  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 >DS}#'N4l  
14.9 连接元件 202 .J:;_4x  
14.10 运行模拟 203 |Ib.)  
14.11 创建图以查看结果 204 ,N;v~D$Y