[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

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。 Ae_ E;
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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。 -R$FJbId  
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通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 &G,o guo  
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本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 wIR[2&b  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 j_WF38o  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 oJ@PJvmR&a  
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目 录 L{0OMyUA  
1 入门指南 4 T17LYHIT  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 8`~3MsE"  
1.2 OptiBPM简介 5 <[5${)  
1.3 光波导介绍 8 MJ"Mn^:/  
1.4 快速入门 8 }NBJ T4R  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 W>|b98NPu  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 iM/0Yp-v'>  
2.2 定义布局设置 29 Isgk  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 6dy4
{i  
2.4 插入input plane 35 XK/@!ud"`  
2.5 运行模拟 39 K y4y  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ~m|?! ]n  
3 创建一个单弯曲器件 44 z%dlajYm:  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 x0;}b
-f  
3.2 定义布局设置 45 4qz{D"M  
3.3 创建一个弧形波导 46 OK J%M]<  
3.4 插入入射面 49 x-#9i  
3.5 选择输出数据文件 53 kJeOlO[  
3.6 运行模拟 54 Xsn- +e  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 bfI -!,  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 f-nC+   
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 %dU'$)  
4.2 定义布局设置 61
%y\7  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
Y*}>tD;  
4.4 插入输入面 62 U(]5U^  
4.5 运行模拟 63 }Z?[Ut  
4.6 预览最大值 65 446hrzW>@  
4.7 绘制波导 69 {]Iu">*
 
4.8 指定输出波导的路径 69 <r`Jn49  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 842+KLS  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 gO%i5  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 /aa;M*Qp  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 W!B4<'Fjc  
5.1 定义波导材料 75 v 4b`19}  
5.2 定义布局设置 76 HPdwx V  
5.3 创建波导 76 E=*Q\3G~  
5.4 修改输入平面 77 RS02>$jo  
5.5 指定波导的路径 78 eRy'N|'  
5.6 运行模拟 79 CgKSK0/a  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
cRr `r[t  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82  Q<ExfJm  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 9S1V!Jp  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 4H=sD t  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 UnF4RF:A2&  
6.2 定义布局结构 89 xa0%;nFKe  
6.3 绘制并定位波导 91 K$5P_~;QL  
6.4 生成布局脚本 95 ,T~5iLKY  
6.5 插入和编辑输入面 97 B[|/wHMsT}  
6.6 运行模拟 98 ZDmk<}A-U  
6.7 修改布局脚本 100 <d`UifqD  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 F_Cz  
7 应用预定义扩散过程 104 v~cW:I  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 L [M8[~Hy  
7.2 定义布局设置 106 q.F1
Jj  
7.3 设计波导 107 qAik$.  
7.4 设置模拟参数 108 D?F5o^e"h<  
7.5 运行模拟 110 J5IJy3d  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 -XG$ 0  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 z))[Lg  
7.8 添加一个新的轮廓 111 OBSJbDqT  
7.9 创建上方的线性波导 112 J*C*](  
8 各向异性BPM 115 (UT*T  
8.1 定义材料 116 8HA=O?Cg  
8.2 创建轮廓 117 p&l:937  
8.3 定义布局设置 118 cGp 6yf  
8.4 创建线性波导 120 !I/kz }N@  
8.5 设置模拟参数 121 pdiZ"pe  
8.6 预览介电常数分量 122 PW4Wn`u  
8.7 创建输入面 123 E8<i PTJs  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 =V 7w CW  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 k ,(:[3J  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 bLF0MVLM  
9.2 定义布局设置 130 ADz|Y~V!  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
,!4_Uc  
9.4 编辑输入平面 132 DP]|}8~L  
9.5 设置模拟参数 134 Bys|i0tb-  
9.6 运行模拟 135 &>fd:16  
10 电光调制器 138 [KJL%u|8/  
10.1 定义电解质材料 139 a8aqcDs>O  
10.2 定义电极材料 140 ;rL$z;}8  
10.3 定义轮廓 141 )ixE  
10.4 绘制波导 144 !P3|T\|]+  
10.5 绘制电极 147 ,jcp"-5#j  
10.6 静电模拟 149 e'&{KD,-T  
10.7 电光模拟 151 W%cPX0  
11 折射率(RI)扫描 155 hDMp^^$  
11.1 定义材料和通道 155 j=S"KVp9NF  
11.2 定义布局设置 157 9<mj@bI$  
11.3 绘制线性波导 160 .&.CbE8K[  
11.4 插入输入面 160 u;g}N'"  
11.5 创建脚本 161 @R{&>Q:.  
11.6 运行模拟 163 0O4mA&&!oK  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ~A4WuA  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 X5[sw;rk  
12.1 定义材料 165 rRel\8  
12.2 创建参考轮廓 166 &,7(Wab  
12.3 定义布局设置 166 N*>; '  
12.4 用户自定义轮廓 167 _Y
{g5t  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 rnE'gH(V'  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 *2;3~8Y  
13.1 定义材料 173 IPR396J+-  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 >.4Sx~VH2  
13.3 定义晶圆 174 :tG5~sK  
13.4 创建器件 175 4*X$Jle|  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 N2J!7uoQ  
13.6 定义电极区域 178 `,[c??h  
LJ3UB  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 u*`GIRfWT  
13.8 运行模拟 182 d*HAKXd&:j  
13.9 创建脚本 184 ~O$]y5  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Qpq0j^\  
14.1 理论背景 186 l !v#6#iq  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 _Tz!~z  
14.3 生成脚本数据 190 .Oh$sma1  
14.4 导出散射数据 193 D(|$6J 0  
14.5 创建臂 194 q%Pnx_RB  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 th,qq  
14.7 加载两个臂的文件 200 "(qO}&b>  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 l/LUwDI{  
14.9 连接元件 202 o+&sodt|`  
14.10 运行模拟 203 WgB,,L,  
14.11 创建图以查看结果 204 |0-L08DW