[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 `$f`55e  
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随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。 J-<P~9m~I  
?sQg{1"Zr  
OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 |/K|Vwa  
o>M^&)Xs  
通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 W~mo*EJ'^  
G{: B'08  
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 8j>V?'Szk  
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本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 #[M^Q h  
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《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 F\N0<o  
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目 录 D 1.59mHsD  
1 入门指南 4 Mrk3r/ 8w  
1.1 OptiBPM安装及说明 4  {8K  
1.2 OptiBPM简介 5 N-2#-poDe  
1.3 光波导介绍 8 /rZk^/'  
1.4 快速入门 8 u;9iuc`*  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 PJZ;wqTD_  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 &qWg$_Yh  
2.2 定义布局设置 29 I?D=Q$s  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 5b rM..  
2.4 插入input plane 35 liYsUmjZ=  
2.5 运行模拟 39 3Y#  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 H&ek"nP_  
3 创建一个单弯曲器件 44 'G65zz  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 !X7z y9  
3.2 定义布局设置 45 Kv* 1=HES  
3.3 创建一个弧形波导 46 wm#(\dj  
3.4 插入入射面 49 #"6l+}  
3.5 选择输出数据文件 53 )*}\fmOv{  
3.6 运行模拟 54 EC$F|T0f  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 &]a(5  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 iWeUsS%zpV  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ~Zsj@d  
4.2 定义布局设置 61 o%+w:u.  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 8*8Y\"  
4.4 插入输入面 62 8#$HKWUK  
4.5 运行模拟 63 fASklcQ  
4.6 预览最大值 65 s@~3L  
4.7 绘制波导 69 "oxUKT  
4.8 指定输出波导的路径 69 \ &|xMw[  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 f ] *w1  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;s,1/ kA  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $xW9))  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 l1zPL3"u_^  
5.1 定义波导材料 75 / P@P1l|I  
5.2 定义布局设置 76 NUnwf h  
5.3 创建波导 76 #(qvhoi7lM  
5.4 修改输入平面 77 br88b`L  
5.5 指定波导的路径 78 4?@5JpC9VA  
5.6 运行模拟 79 +xIVlH9`Q  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 LT{g^g  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 RQ|K?^k v  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ]NaH *\q  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 I|*<[/)]y  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 N@0/
=B[n  
6.2 定义布局结构 89 Z5rL.a&  
6.3 绘制并定位波导 91 RoHX0   
6.4 生成布局脚本 95 w\ '5lk,"  
6.5 插入和编辑输入面 97 YH^U"\}i  
6.6 运行模拟 98 TQt[he$O  
6.7 修改布局脚本 100 >Heuf"V  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 S~ckIN]
 
7 应用预定义扩散过程 104 |C./gdq  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 w@P86'< v  
7.2 定义布局设置 106 -"Kjn`8  
7.3 设计波导 107 i|H^&$|  
7.4 设置模拟参数 108 i`9}">7v~  
7.5 运行模拟 110 ?a+J4Zr3  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 W"/,<xHuh  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 0RdW.rZJ  
7.8 添加一个新的轮廓 111 7KC2%s#7  
7.9 创建上方的线性波导 112 lnl>!z  
8 各向异性BPM 115 ;YokPiBy  
8.1 定义材料 116 }}Q h_(  
8.2 创建轮廓 117 @pvQci  
8.3 定义布局设置 118 f 4K)Z e  
8.4 创建线性波导 120 BThrv$D}  
8.5 设置模拟参数 121 #( 4)ps.  
8.6 预览介电常数分量 122 toG- Dz&  
8.7 创建输入面 123 QWm g#2'  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 "OP$n-*@%  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 sFfargl  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 P5XUzLV L  
9.2 定义布局设置 130 vEt=enQ  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 `aMnTF5:  
9.4 编辑输入平面 132 &_QD1 TT  
9.5 设置模拟参数 134
qCk`398W  
9.6 运行模拟 135 bneP>Bd  
10 电光调制器 138 , Z1 &MuV  
10.1 定义电解质材料 139 &xj,.;
  
10.2 定义电极材料 140 L!5="s[}  
10.3 定义轮廓 141 g$=']A?W_  
10.4 绘制波导 144 H-& ktQWK3  
10.5 绘制电极 147 jRk1Iu|7  
10.6 静电模拟 149 IQ#Kod;)  
10.7 电光模拟 151 slA~k;K:_  
11 折射率(RI)扫描 155 7'{%dj
L  
11.1 定义材料和通道 155 w&^Dbme  
11.2 定义布局设置 157 e oFM  
11.3 绘制线性波导 160 p)7U%NMc(*  
11.4 插入输入面 160 a$11u.\q+  
11.5 创建脚本 161 j}%C;;MPH  
11.6 运行模拟 163 w(%$~]h  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 (=53WbOh/t  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 dm83YCdL  
12.1 定义材料 165 >
tkU+$;-  
12.2 创建参考轮廓 166 S`spUq1o  
12.3 定义布局设置 166 :$^sI"hO  
12.4 用户自定义轮廓 167 rj eKG-Z@  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 tdi}P/x  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 \$8p8MP<&D  
13.1 定义材料 173 =5p?4/4 J  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 qy!pD R;  
13.3 定义晶圆 174 w\a9A#v,  
13.4 创建器件 175 o[G,~f\-  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ~:4Mf/Ca  
13.6 定义电极区域 178 SP|Dz,o  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 {bp~_`O  
13.8 运行模拟 182 B&lF! ]  
13.9 创建脚本 184 4y9n,~Qgw  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
SI l<\  
14.1 理论背景 186 V/DdV}n!  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 '6>nXp?)r  
14.3 生成脚本数据 190 \xtmd[7lb<  
14.4 导出散射数据 193 sv>c)L}I  
14.5 创建臂 194 ByXcs'  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 x6~`{N1N M  
14.7 加载两个臂的文件 200 Dmk~t="Y  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 w5&,AL:  
14.9 连接元件 202 j0K}nS\ P  
14.10 运行模拟 203 7G8M+i3q/  
14.11 创建图以查看结果 204 <7
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