[产品]波导光通信——《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 r?[mn^Bo5  
t]@Zd*  
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。 R]V`t^1  
!^m
5by  
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。 C8t+-p  
?%LD1
<ya  
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。 gai?LXM l}  

3oKqj>  
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。 *508PY  
q7)$WXe2LM  
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 6Nl$&jL  
2 G"p:iPp  
《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 L,D!T&B  
.i. |wY  
+}Q4 g]M8  
目 录
=~arj  
1 入门指南 4 ! \gRXP}  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Y^!40XjrD  
1.2 OptiBPM简介 5 Wh<lmC50(
 
1.3 光波导介绍 8 5Px.G*  
1.4 快速入门 8 Y7jD:P  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 GqAedz;.  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 NrU-%!Aw  
2.2 定义布局设置 29 JA)gM  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 7<tqT @c  
2.4 插入input plane 35 BsRas  
2.5 运行模拟 39 %-*vlNC)  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 \W\6m0-
x  
3 创建一个单弯曲器件 44 SP*5 W)6  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ~::R+Lh(  
3.2 定义布局设置 45 OcH-`A  
3.3 创建一个弧形波导 46 3@&H)fdp6a  
3.4 插入入射面 49 pts}?   
3.5 选择输出数据文件 53 b:3hKW  
3.6 运行模拟 54 y,
r`8  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 R utW{wh  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 dyp]y$  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 %F4Q|  
4.2 定义布局设置 61 GS$k  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 8qc%{8  
4.4 插入输入面 62 /~^I]D  
4.5 运行模拟 63 >4VU  
4.6 预览最大值 65 -'N#@Wdr  
4.7 绘制波导 69 %1<p1u'r?#  
4.8 指定输出波导的路径 69 f|G7L5-  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ."^dJ |fN  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 \}Wkj~IX  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $ i&$ZdX  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 :aqh8bv  
5.1 定义波导材料 75 u}rot+)%  
5.2 定义布局设置 76 R] [M_ r  
5.3 创建波导 76 }ri*e2y)  
5.4 修改输入平面 77 ?% X9XH/!  
5.5 指定波导的路径 78 '?>eW2d  
5.6 运行模拟 79 '-S&i{H  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 M"vcF5q  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 I>3]4mI*a  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 1;xw)65  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ]dK]a:S  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 aK&+p#4t  
6.2 定义布局结构 89 B0 I
?  
6.3 绘制并定位波导 91 ]~.J@ 1?  
6.4 生成布局脚本 95 ZYt
__N  
6.5 插入和编辑输入面 97 )e2IT*7  
6.6 运行模拟 98 PJYA5"}W  
6.7 修改布局脚本 100 9HE(*S  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 }H#t( 9,U  
7 应用预定义扩散过程 104 sKuTG93sr@  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 }>w  
7.2 定义布局设置 106 xI4I1"/  
7.3 设计波导 107 9aU:[]w   
7.4 设置模拟参数 108 ._&lG3'  
7.5 运行模拟 110 HV9SdJOf  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ,?`1ve_K<  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 f0`' i[  
7.8 添加一个新的轮廓 111 u0Erz0*G4  
7.9 创建上方的线性波导 112 :ky<`Jfr`  
8 各向异性BPM 115 Crhi+D  
8.1 定义材料 116 h3lDDyu  
8.2 创建轮廓 117 9i<-\w^$  
8.3 定义布局设置 118 KYu(H[a  
8.4 创建线性波导 120 tvOAN|+F  
8.5 设置模拟参数 121 w~U`+2a3  
8.6 预览介电常数分量 122 Inc:t_  
8.7 创建输入面 123 ,/:a77  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 euhZ4+  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 `zp2;]W  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 NN 6KLbC(  
9.2 定义布局设置 130 E.`dk.  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 $uw+^(ut  
9.4 编辑输入平面 132 LZ)m](+M  
9.5 设置模拟参数 134 l>UUaf|O  
9.6 运行模拟 135 e^NEj1  
10 电光调制器 138 eM+;x\j
o?  
10.1 定义电解质材料 139 Dw=Z_+J  
10.2 定义电极材料 140 H 1D;:n  
10.3 定义轮廓 141 ?GNF=#=M  
10.4 绘制波导 144 z>33O5U  
10.5 绘制电极 147 "-n%874IT  
10.6 静电模拟 149 EO&ACG  
10.7 电光模拟 151 H~|%vjH  
11 折射率(RI)扫描 155 eqZ+no  
11.1 定义材料和通道 155 nbASpa(  
11.2 定义布局设置 157 -t6R!ZI  
11.3 绘制线性波导 160 jN%p5nZ^EK  
11.4 插入输入面 160 2rCY&8  
11.5 创建脚本 161 KKjxg7{K  
11.6 运行模拟 163 ^dnz=FB  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 8R
AeJ~e  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 H@MFj>~  
12.1 定义材料 165 cN WcNMm  
12.2 创建参考轮廓 166 N4H+_g|  
12.3 定义布局设置 166 9J7J/]7f  
12.4 用户自定义轮廓 167 NVJ&C]H6  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 e?| URW  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 2d2@J{  
13.1 定义材料 173 `GQiB]Z  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 aGe(vQPi9  
13.3 定义晶圆 174 !wd'::C  
13.4 创建器件 175 ],F}}pv  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 -#wVtXaSc  
13.6 定义电极区域 178 Yxd{&47  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] H_?B{We  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 6%kJDY.  
13.8 运行模拟 182 28R>>C=R  
13.9 创建脚本 184 rj,K`HD  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 43>9)
t  
14.1 理论背景 186 +^*5${g;@H  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 {@V3?pG?p  
14.3 生成脚本数据 190 )@,90Vhh  
14.4 导出散射数据 193 t@(9ga(  
14.5 创建臂 194 9Yl8ndP^E  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 30?LsYXL62  
14.7 加载两个臂的文件 200  @yt2_  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 R6!cK[e]4  
14.9 连接元件 202 K3rBl!7v  
14.10 运行模拟 203 ^m_^  
14.11 创建图以查看结果 204 VyWYfPK  
nuSN)}b<Q  
]有兴趣可以扫码加微联系 A~SL5h