[推荐]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 "{;E+-/ aL  
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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。 }508wwv  
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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。 J~]Y  
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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。 HUA{ P%  
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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。 kF;N}O2?{  
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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。 `hl8j\HV<}  
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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 AMw#_8Y  
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目 录 t/wo G9N  
1 入门指南 4 S8
j!?$`  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 =*5< w  
1.2 OptiBPM简介 5 q4EOI  
1.3 光波导介绍 8 W ZT) LYA  
1.4 快速入门 8 ;!+-fn4C  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 w+wg)$i  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 fTOGW`s^  
2.2 定义布局设置 29 03/mB2|TF(  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 V0<g$,W=  
2.4 插入input plane 35 8\X-]Gh\^  
2.5 运行模拟 39 `0
_,>Z  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 8345 H  
3 创建一个单弯曲器件 44 EY`]""~8v  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 =h@t#-Z"  
3.2 定义布局设置 45 0clq}  
3.3 创建一个弧形波导 46 {E;oirv&  
3.4 插入入射面 49 sXi~cfFaE  
3.5 选择输出数据文件 53 H%bc.c  
3.6 运行模拟 54 f<{f/lU@  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 YNB7`:  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 (e_z*o)\T  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 .6LlkM6[g  
4.2 定义布局设置 61 Y3\EX  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 6U0BP  
4.4 插入输入面 62 :4r{t?ytXw  
4.5 运行模拟 63 i5,yrPF  
4.6 预览最大值 65 Dv*d$  
4.7 绘制波导 69 I&6M{,rnM  
4.8 指定输出波导的路径 69 !,^y!+,Qy  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 &qzy?/i8  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 %a?\y_a=b  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 uznYLS  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 D#D55X^6*  
5.1 定义波导材料 75 `6P2+wf1j~  
5.2 定义布局设置 76 +MqJJuWB  
5.3 创建波导 76 6)PnzeYW  
5.4 修改输入平面 77 rb*0YCi  
5.5 指定波导的路径 78 =axuLP))  
5.6 运行模拟 79 vGnFX0?h  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 6M ;lD5(>  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 D/VEl{ba-  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 r8tW)"?  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 RrT`]1".  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 H_JE)a:+  
6.2 定义布局结构 89 (5;nA'  
6.3 绘制并定位波导 91 (hBph+  
6.4 生成布局脚本 95 Lq62  
6.5 插入和编辑输入面 97 NM9,AG  
6.6 运行模拟 98 2q(gWhcj  
6.7 修改布局脚本 100 lGt:.p{NG  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 BIS.,  
7 应用预定义扩散过程 104 yEos$/*u-N  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 jz~#K;3=,  
7.2 定义布局设置 106 2rW9ja  
7.3 设计波导 107 ;.Ld6JRunw  
7.4 设置模拟参数 108 tLU@&NY`  
7.5 运行模拟 110 Eg&:yF}?(  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 tZv^uuEp3  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 TNckyP75u  
7.8 添加一个新的轮廓 111 U[2;Fkapi  
7.9 创建上方的线性波导 112 3 l}9'j  
8 各向异性BPM 115 m[%':^vSr  
8.1 定义材料 116 7n o6  
8.2 创建轮廓 117 &Z3%UOY  
8.3 定义布局设置 118 4x<H=CJC  
8.4 创建线性波导 120 [W*M#00_&4  
8.5 设置模拟参数 121 0y t36Du  
8.6 预览介电常数分量 122 TFm[sO0RZ  
8.7 创建输入面 123 5JEOLPS
  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 2 6DX4  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 JS/ChoU  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 4x}U+1B  
9.2 定义布局设置 130 Lq$ig8V:O7  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 f_$hK9I  
9.4 编辑输入平面 132 }& W=   
9.5 设置模拟参数 134 7_P33l8y  
9.6 运行模拟 135 # S/n3  
10 电光调制器 138 :?j=MV  
10.1 定义电解质材料 139 YXZP-=fB>i  
10.2 定义电极材料 140 "G~!J
\  
10.3 定义轮廓 141 Trs2M+r)  
10.4 绘制波导 144 /qJCp![X  
10.5 绘制电极 147 .p.( \5Fo  
10.6 静电模拟 149 2S~(P  
10.7 电光模拟 151 V?'p E  
11 折射率(RI)扫描 155 \NMqlxp2  
11.1 定义材料和通道 155 x`FTy&g  
11.2 定义布局设置 157
+Adk1N8  
11.3 绘制线性波导 160 iqdU?&.;  
11.4 插入输入面 160 W!R0:-  
11.5 创建脚本 161 @"BhKUoV$K  
11.6 运行模拟 163 3!\h'5{  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 N*hV/"joZ  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 z?Ok'LX  
12.1 定义材料 165 & !ds#-  
12.2 创建参考轮廓 166 0;@>jo6,!  
12.3 定义布局设置 166 i-w$-2w  
12.4 用户自定义轮廓 167 RD"-(T  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 9od*N$  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 [*5]NNB  
13.1 定义材料 173 N&p0Emg  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 XVqkw@Ia4!  
13.3 定义晶圆 174 NN2mOJ:-  
13.4 创建器件 175 4_iA<}>|  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ^+CWo@.  
13.6 定义电极区域 178 {|hg3R~A  
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