[推荐]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 R@>^t4#_Q0  
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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。 'r-B%D=  
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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。 [L|vBr  
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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。 j9/iBK\Y  
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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。 wk^$DM/KJ)  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 =t~]@?]1D  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 ~Xr[d07bC  
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目 录 q 4Ok$~"I  
1 入门指南 4 FS!vnl8`  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 &&"+\^3  
1.2 OptiBPM简介 5 K,P`V &m?  
1.3 光波导介绍 8 &a\G,Ma  
1.4 快速入门 8 ;uZeYY?   
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 }<'ki ;  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 o##!S
6:A  
2.2 定义布局设置 29 QMDkkNK  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 8`I,KkWg   
2.4 插入input plane 35 3YUF\L]yyw  
2.5 运行模拟 39 b`;&o^7gMO  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Dv^M/z2&[  
3 创建一个单弯曲器件 44 _tQM<~Y]u\  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 "0z4mQ}>N  
3.2 定义布局设置 45 y^ st T^  
3.3 创建一个弧形波导 46 Dj0D.}`~  
3.4 插入入射面 49 yVpru8+eD  
3.5 选择输出数据文件 53 d5=&:cF  
3.6 运行模拟 54 3?!c<^"e  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 UZ:z|a3  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 4O{,oN~7  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 d@Wze[M?0  
4.2 定义布局设置 61 Y%zWaH
 
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 :C&6M79k  
4.4 插入输入面 62 WK{F  
4.5 运行模拟 63 $g,v]MW  
4.6 预览最大值 65 srKEtd"  
4.7 绘制波导 69 VY=YI}E  
4.8 指定输出波导的路径 69 UMPW<>z  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 52'6wwv6?  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 9R[PpE''  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 6y{CM/DC  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 q[. p(6:  
5.1 定义波导材料 75 xxC2 h
3  
5.2 定义布局设置 76 "5\6`\/
 
5.3 创建波导 76 scE#&OWF%  
5.4 修改输入平面 77 eZg>]<L  
5.5 指定波导的路径 78 od&wfwk(  
5.6 运行模拟 79 lxR]Bh+  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 :{KpnJvd  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 :"K9(XKKU  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 pqohLA  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 1V,DcolRY  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Nr*o RYY  
6.2 定义布局结构 89 0R-W9qP  
6.3 绘制并定位波导 91 Zb<D%9  
6.4 生成布局脚本 95 d^5x@E_Td  
6.5 插入和编辑输入面 97 m,rkKhXP  
6.6 运行模拟 98 <Iil*
\SC  
6.7 修改布局脚本 100 yy`XtJBWWs  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 m`tX&K#-  
7 应用预定义扩散过程 104 {]4Zpev  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 y7Hoy.(  
7.2 定义布局设置 106 `"#hhKG  
7.3 设计波导 107 JI&.d:  
7.4 设置模拟参数 108 /3;]e3x  
7.5 运行模拟 110 q{xF7}i  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 `2M*?.vk  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 +Ur75YPh  
7.8 添加一个新的轮廓 111 R)=){SI:1)  
7.9 创建上方的线性波导 112 5YgT*}L+,  
8 各向异性BPM 115 mPo.Z"uy7  
8.1 定义材料 116 e0]%ko"  
8.2 创建轮廓 117 {WTy/$ Qk  
8.3 定义布局设置 118 2~yj =D27Z  
8.4 创建线性波导 120 A(n3<(O/{Z  
8.5 设置模拟参数 121 >H,
E3Z  
8.6 预览介电常数分量 122 sH%Ts@Pl  
8.7 创建输入面 123 wVF qkJ  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 FA%V>&;`  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 _9<Mo;C  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ~,x4cOdR#  
9.2 定义布局设置 130 KppYe9?  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 5?f!hB|6  
9.4 编辑输入平面 132 \GZ|fmYn  
9.5 设置模拟参数 134 nL]eGC  
9.6 运行模拟 135 R.YUUXT  
10 电光调制器 138 w8`B}Dr23  
10.1 定义电解质材料 139 x-b}S1@  
10.2 定义电极材料 140 y-~_W 6\  
10.3 定义轮廓 141 w,OPM}) il  
10.4 绘制波导 144
Ou+bce  
10.5 绘制电极 147 _SMi`ie#  
10.6 静电模拟 149 <00=bZzX  
10.7 电光模拟 151 tHr4/  
11 折射率(RI)扫描 155 ` ^;J<l  
11.1 定义材料和通道 155 @c).&7  
11.2 定义布局设置 157 E *782>  
11.3 绘制线性波导 160 O.{
  
11.4 插入输入面 160 |*l^<==  
11.5 创建脚本 161 ('o}EoXS  
11.6 运行模拟 163 w
U"
w  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 b)r;a5"<5  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 n"@){:{4?  
12.1 定义材料 165 Ny2bMj.o  
12.2 创建参考轮廓 166 3jHE,5m  
12.3 定义布局设置 166 7R,;/3wWjG  
12.4 用户自定义轮廓 167 #oN}DP
 
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 qI<c47d;q  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 bEmzigN[  
13.1 定义材料 173 .0MY$0s  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 #8y"1I=i&  
13.3 定义晶圆 174 JkKbw&65  
13.4 创建器件 175 gLK0L%"5  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 tqjjn5!  
13.6 定义电极区域 178 }]^/`n  
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