[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 V_
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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。 N>mW64_H)  
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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。 qng ~,m  
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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。 VAPeMO ck  
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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。 jn(x-fj6R  
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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。 nY'V,v[F  
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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 tv#oEM9esl  
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目 录 zPt<b!q  
1 入门指南 4 Y
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1.1 OptiBPM安装及说明 4 0|&@)`  
1.2 OptiBPM简介 5 DbGS]k<$  
1.3 光波导介绍 8 h}Otz "  
1.4 快速入门 8 E&U_1D9=L<  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 |{9<%Ok4P  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ?=1eHnP!R  
2.2 定义布局设置 29 \|=6<ZY:  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 +,e#uuj$p  
2.4 插入input plane 35 j=r1JV @  
2.5 运行模拟 39 (W}F\P  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 3$?6rMl@y  
3 创建一个单弯曲器件 44 KC;cu%H  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 9q'9i9/3d  
3.2 定义布局设置 45 nI:M!j5s`  
3.3 创建一个弧形波导 46 *.W3V;K  
3.4 插入入射面 49 ^exU]5nvz  
3.5 选择输出数据文件 53 uw;Sfx,s  
3.6 运行模拟 54 4H{t6t@-:  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 z,,"yVk`,  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 {&5lZ<nu8A  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 gd;!1GNi]  
4.2 定义布局设置 61 \<{a=@_k9  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 gk6f_0?X'  
4.4 插入输入面 62 $1yy;IyR  
4.5 运行模拟 63 ;Y7'U rn  
4.6 预览最大值 65 nPyn~3  
4.7 绘制波导 69 T^v763%  
4.8 指定输出波导的路径 69 sT^R0Q'>  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 \.LjA_  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Oe5rRQ$O  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 o=rR^Z$G   
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ^{M$S0g|N  
5.1 定义波导材料 75 X1#Ar)  
5.2 定义布局设置 76 eHr0],  
5.3 创建波导 76 ZHTi4JY  
5.4 修改输入平面 77 ~?\U];l  
5.5 指定波导的路径 78 f,G*e367:  
5.6 运行模拟 79 }0'LKwIR  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 {irc0gI  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ]?6wU-a  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 w6BBu0,KC  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Tg{5%~L]  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 &5W;E+Pub  
6.2 定义布局结构 89 Pe<VPf9+  
6.3 绘制并定位波导 91 DQ.
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6.4 生成布局脚本 95 Q(& @ra!{  
6.5 插入和编辑输入面 97 O#)1zD}  
6.6 运行模拟 98 ~1O|4mssS  
6.7 修改布局脚本 100 QAkK5,`vV.  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 5,Fq:j)MxW  
7 应用预定义扩散过程 104 r#z
cl)rbU  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 QuR}6C  
7.2 定义布局设置 106 !v8
R(  
7.3 设计波导 107 ~4fE`-O  
7.4 设置模拟参数 108 H_&to3b(  
7.5 运行模拟 110 w)7y{ya$  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 7yE\,  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 6kAAdy}ck  
7.8 添加一个新的轮廓 111 \Oq2{Sx\
 
7.9 创建上方的线性波导 112 Mt.Cj;h@^[  
8 各向异性BPM 115 coXg]bUKo  
8.1 定义材料 116 JwI99I'  
8.2 创建轮廓 117 A4zI1QF  
8.3 定义布局设置 118 pS$9mzY  
8.4 创建线性波导 120 cKTjQJ#  
8.5 设置模拟参数 121 "z9C@T  
8.6 预览介电常数分量 122 3t-STk?  
8.7 创建输入面 123 ]'5Xjcx  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ~vXbh(MX  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 8&JB_%Gb  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 eha|cAq  
9.2 定义布局设置 130 r^m&<)Ca  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 LK}
g<!o(  
9.4 编辑输入平面 132 Z5t^D|  
9.5 设置模拟参数 134 7qqzL_d>  
9.6 运行模拟 135 8i',~[  
10 电光调制器 138 (_ G>dP_  
10.1 定义电解质材料 139 .57p4{  
10.2 定义电极材料 140 f#z:ILG=  
10.3 定义轮廓 141 yksnsHs}d  
10.4 绘制波导 144 #scZP  
10.5 绘制电极 147 Y
"lEMY  
10.6 静电模拟 149 {py%-W  
10.7 电光模拟 151 B@*b 9  
11 折射率(RI)扫描 155 }U8v ~wcd  
11.1 定义材料和通道 155 DQGrXMpV0  
11.2 定义布局设置 157 GL?b!4xx  
11.3 绘制线性波导 160 J8)l,J"  
11.4 插入输入面 160 0`"oR3JY  
11.5 创建脚本 161 p3vf7eqn  
11.6 运行模拟 163 9)wYSz'  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 0si1:+t-[+  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /3M8;>@u  
12.1 定义材料 165 ht>%O7  
12.2 创建参考轮廓 166 ].s;Yxz  
12.3 定义布局设置 166 H=@KlSC^  
12.4 用户自定义轮廓 167 uXc;!*  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Z"VP<-  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 .e7tq\k  
13.1 定义材料 173 SMrfEmdH+  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 <&m50pq  
13.3 定义晶圆 174 vCP[7KhGj  
13.4 创建器件 175 +j{Cfv$do  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 -6+7&.A+  
13.6 定义电极区域 178 Cn/WNCzst&  
1r=cCM  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 oMN<jAU.  
13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 PIU@}:}  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ,NQ!d4~D  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 + ,Krq 3P  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 SVo?o|<  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 =.z;:0]'n  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 m%6VwV7U  
14.11 创建图以查看结果 204 A'#d:lOA  
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