[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。 &qLf@1AD  
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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。 9TU88]  
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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。 JBD7h5|Lc  
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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。 A]y`7jJ  
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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。 _G_Cj{w  
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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 ZkgV_<M|  
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目 录 ?J'Y&  
1 入门指南 4 DDvh4<
Hk  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 !y#"l$"xK  
1.2 OptiBPM简介 5 6f;
fx}y  
1.3 光波导介绍 8 |VKK#J/  
1.4 快速入门 8 oYHj~t  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 {Z{75}  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 z^KJ*E  
2.2 定义布局设置 29 OL5v).Bb  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 Us%T;gW  
2.4 插入input plane 35 _t:$XJ`bTk  
2.5 运行模拟 39 9K/HO!z  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 zFfoqb#*g  
3 创建一个单弯曲器件 44 agkA}O  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 yH7F''O7  
3.2 定义布局设置 45 1h(0IjG8  
3.3 创建一个弧形波导 46 ?=>+LqP  
3.4 插入入射面 49 d^/3('H6  
3.5 选择输出数据文件 53 so^lb?g  
3.6 运行模拟 54 ,?PTcQF  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 BMhy=+\  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ~L]|?d"  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ()`7L|(`;q  
4.2 定义布局设置 61 M=.:,wRm  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 L9-h;] x!  
4.4 插入输入面 62 Ok{*fa.PK  
4.5 运行模拟 63 g"Ljm7  
4.6 预览最大值 65 m[i
+knYX  
4.7 绘制波导 69 ~0?mBy!-O  
4.8 指定输出波导的路径 69 %?LOs H  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 NHB4y/2  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 h a|C&G  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 INUG
*JC6  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 0?sRDYaX;c  
5.1 定义波导材料 75 J~=n
`pW  
5.2 定义布局设置 76 |}23>l7  
5.3 创建波导 76 gHhh>FFAq  
5.4 修改输入平面 77 _,q)hOI  
5.5 指定波导的路径 78 t c[n&X  
5.6 运行模拟 79 r`%+M7  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 cbeLu'DWB.  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 wNq;;AJ$  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 nv)2!mAh\  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 "mX\&%i6\p  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 *Kyw^DI  
6.2 定义布局结构 89 .b\$MZ"(  
6.3 绘制并定位波导 91 >tTj[cMJl  
6.4 生成布局脚本 95 ##KBifU"  
6.5 插入和编辑输入面 97 ]'5;|xc9$/  
6.6 运行模拟 98 hbU+Usx  
6.7 修改布局脚本 100 |\_^B  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Q#^Qv.s?K  
7 应用预定义扩散过程 104 Y^36>1.:  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ~UyV<  
7.2 定义布局设置 106 ?
aC'.jH+  
7.3 设计波导 107 ^BUYjq%(`  
7.4 设置模拟参数 108 yvgrIdEP  
7.5 运行模拟 110 !(qsD+  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 $k0k
k  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 "+\lws  
7.8 添加一个新的轮廓 111 Z?pnj8h-&  
7.9 创建上方的线性波导 112 7~&/_3
 
8 各向异性BPM 115 ;GVV~.7/  
8.1 定义材料 116 RlheQTJ  
8.2 创建轮廓 117 7~9S 9  
8.3 定义布局设置 118 O_cbP59Y.  
8.4 创建线性波导 120 _8Z_`@0  
8.5 设置模拟参数 121 I6j$X6u  
8.6 预览介电常数分量 122 aaKN^fi&  
8.7 创建输入面 123 ;=geHiQHA  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 H_EB1"C;\  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 jAy^J(+  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ?6(I V]  
9.2 定义布局设置 130 *\(r+>*x*  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 48jVRo  
9.4 编辑输入平面 132 Ob}?zl@  
9.5 设置模拟参数 134 4%2~Wi8  
9.6 运行模拟 135 =1O
<E  
10 电光调制器 138 AgOp.~*Z~V  
10.1 定义电解质材料 139 v$(lZa1  
10.2 定义电极材料 140 \ {qI4=  
10.3 定义轮廓 141 u\LiSGePN  
10.4 绘制波导 144 b8$gx:aJ>$  
10.5 绘制电极 147 #?*WPq  
10.6 静电模拟 149 ~zil/P8  
10.7 电光模拟 151 N>Eqj>G  
11 折射率(RI)扫描 155 w^Lta  
11.1 定义材料和通道 155 &ZghMq~  
11.2 定义布局设置 157 "
VkTY|a  
11.3 绘制线性波导 160 KBXK0zWh7  
11.4 插入输入面 160 2H/Z_+\  
11.5 创建脚本 161 y_*PQZ$c<  
11.6 运行模拟 163 W?0 lV5/  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 j=*l$RG  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 fMGbODAvY  
12.1 定义材料 165 %STliJ  
12.2 创建参考轮廓 166 AZzuI*  
12.3 定义布局设置 166 P&j(,7  
12.4 用户自定义轮廓 167 nL$x|}XAcj  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 d)@<W1;  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 u5 {JQO  
13.1 定义材料 173 7M<'ddAN  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 K TsgJ\W  
13.3 定义晶圆 174 N;A@' tu8  
13.4 创建器件 175 R)F;py8)I  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 rj6tZJZ#o0  
13.6 定义电极区域 178 hty0Rb[dH  
>*-FV{{  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 >N;F8v  
13.8 运行模拟 182 oq4}3bQ  
13.9 创建脚本 184 [q_`X~3  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186  )LJnLo+  
14.1 理论背景 186 ZunCKc  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 pM{nh00[  
14.3 生成脚本数据 190 %V1Z~HC  
14.4 导出散射数据 193 Di@GY!  
14.5 创建臂 194 1G0fp:\w  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 cTXri8K_  
14.7 加载两个臂的文件 200 PzV@umC1#f  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 s:2|c]wQ#R  
14.9 连接元件 202 o\88t){/kB  
14.10 运行模拟 203 MZpK~c1`  
14.11 创建图以查看结果 204 v
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