[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 >,h{`  
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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。 d3S M
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2eA.04F  
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。 SM2
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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。 ?
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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。 jzGK(%sw"  
6x=w-32+ y  
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。  S~E@A.7  
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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%GQ3D"=  
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目 录 `wQs$!a
  
1 入门指南 4 kS=nH9  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 q\|RI;W  
1.2 OptiBPM简介 5 X1o^MMpz(F  
1.3 光波导介绍 8 12m-$/5n+  
1.4 快速入门 8 G%;>_E  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 'GX x|.  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ~zG)<S"q  
2.2 定义布局设置 29 
f1+  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 R=&-nC5e  
2.4 插入input plane 35 !{+.)%d'g  
2.5 运行模拟 39 x[Hx.G}5+  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43  s2wDJ|  
3 创建一个单弯曲器件 44 ,+4T7 UR  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 JbS[(+o  
3.2 定义布局设置 45 aq8./^  
3.3 创建一个弧形波导 46 (V\N1T,f  
3.4 插入入射面 49 P}UxA!  
3.5 选择输出数据文件 53 G &NK  
3.6 运行模拟 54 \w>Rmf'
|  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 UB~-$\.  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 79@CO6  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 S50}]5K  
4.2 定义布局设置 61 WZPj?ou`G  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 qtozMa  
4.4 插入输入面 62 s%`l>#H  
4.5 运行模拟 63 5`+9<8V  
4.6 预览最大值 65
n%#3xoa  
4.7 绘制波导 69 "~._G5i.  
4.8 指定输出波导的路径 69 7pQ5`;P  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 bv'>4a  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 {*TB }Xsr,  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 |N"K83_pr  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ]@<VLP?  
5.1 定义波导材料 75 B["+7\c<~  
5.2 定义布局设置 76 DuR9L'  
5.3 创建波导 76 CEaAtAM  
5.4 修改输入平面 77 v[{7\Hh
a  
5.5 指定波导的路径 78 k{{3nenAG  
5.6 运行模拟 79 v<g=uEpN  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 +Ln^<!P  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 oe2*$\?.  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 B5vLV@>]  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 0XCAnMVo  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Z|Rc54Ct  
6.2 定义布局结构 89 `[(XZhN  
6.3 绘制并定位波导 91 &Tuj`DL  
6.4 生成布局脚本 95 &*ocr&  
6.5 插入和编辑输入面 97 !#W>x49}  
6.6 运行模拟 98 f^lcw  
6.7 修改布局脚本 100 )UF'y{K}  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 5X+`aB  
7 应用预定义扩散过程 104 wv."  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 %_4#WI  
7.2 定义布局设置 106 9X=<uS  
7.3 设计波导 107 ? ,s'UqR  
7.4 设置模拟参数 108 0#eb] c  
7.5 运行模拟 110 LO)!Fj4|  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 [~ 2m*Q  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 P-gjSE|yh  
7.8 添加一个新的轮廓 111 G$V=\60a-  
7.9 创建上方的线性波导 112 tlUh8os  
8 各向异性BPM 115 XX%K_p`&Z  
8.1 定义材料 116 43B0ynagN  
8.2 创建轮廓 117 E z}1Xse  
8.3 定义布局设置 118 JZ`h+fAt  
8.4 创建线性波导 120 @0P4pt;(  
8.5 设置模拟参数 121 %sOY:>  
8.6 预览介电常数分量 122 ,3T"fT-(  
8.7 创建输入面 123 hx9t{Zi  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 j,^&U|!  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 mHW%:a\L  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 pgh(~[  
9.2 定义布局设置 130 l~o!(rpX  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 gggD "alDx  
9.4 编辑输入平面 132 .x,y[/[[)  
9.5 设置模拟参数 134 IAwS39B  
9.6 运行模拟 135 ud5}jyJ  
10 电光调制器 138 CZu=/8?  
10.1 定义电解质材料 139 6A]I" E]5  
10.2 定义电极材料 140 [O&}Qk  
10.3 定义轮廓 141 Bt}90#  
10.4 绘制波导 144 RIXeV*ix  
10.5 绘制电极 147 Q\kWQOB_  
10.6 静电模拟 149 gs3(B/";c  
10.7 电光模拟 151 v9Ii8{ca|  
11 折射率(RI)扫描 155 6[ 3 K@  
11.1 定义材料和通道 155 \L~^c1s3r  
11.2 定义布局设置 157 6_QAE6A  
11.3 绘制线性波导 160 5Ex[}y9L`  
11.4 插入输入面 160 /96lvn]8lO  
11.5 创建脚本 161 \}=T4w-e  
11.6 运行模拟 163 V.*M;T\i  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 _3 oo%?}  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
=O0A(ca"g  
12.1 定义材料 165 ;BH.,{*@B  
12.2 创建参考轮廓 166 iw/~t  
12.3 定义布局设置 166 >xS({1A}  
12.4 用户自定义轮廓 167 sU&v B:]~  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 q#mL-3OQ  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 Z8bg5%  
13.1 定义材料 173 "kFH*I+v  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 o^X3YaS)  
13.3 定义晶圆 174 Xzg >/w 8J  
13.4 创建器件 175 I1':&l^O  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 <#?dPDMG.*  
13.6 定义电极区域 178 z/4<x?}+hE  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 0>SA90Q  
13.8 运行模拟 182 d"db`8 ;S  
13.9 创建脚本 184 $%DoLpE>  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 WFahb3kx  
14.1 理论背景 186 TaYl[I  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 2yn"K|  
14.3 生成脚本数据 190 {v]L|e%{  
14.4 导出散射数据 193 B<r0y  
14.5 创建臂 194 )4B`U(%M~  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 X/:
V{2  
14.7 加载两个臂的文件 200 K |=o-  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 |}z5ST%  
14.9 连接元件 202 EIQ3vOq6  
14.10 运行模拟 203 mm+V*L{x  
14.11 创建图以查看结果 204 &Hp*A^M  
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