[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 7y:%^sl  
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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。 QWv+Ja  
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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。 ulV)X/]1  
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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。 jKZJ0`06q  
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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。 H#x=eDU|k  
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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。 abkl)X>k  
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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 *Hy-D</w%  
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目 录 @6 uB78U4O  
1 入门指南 4 vO!p8r F  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Ehu^_HZ  
1.2 OptiBPM简介 5 DcA{E8Y  
1.3 光波导介绍 8 .5'
M^  
1.4 快速入门 8 `P<}MeJ\l  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ?Z= %I$i  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 wgxr8;8`q  
2.2 定义布局设置 29 T;qP"KWZ  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 t7tX<|aN  
2.4 插入input plane 35 TJ8IYo| D  
2.5 运行模拟 39 |oPCmsO3R{  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 wl H6  
3 创建一个单弯曲器件 44 =#dW^?p  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 13wO6tS k  
3.2 定义布局设置 45 1=gE,k5H  
3.3 创建一个弧形波导 46 GZ,`?  
3.4 插入入射面 49 u)PB@  
3.5 选择输出数据文件 53 YKKZRlQo  
3.6 运行模拟 54 0(A`Ia  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 5xe}ljo  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 -/rP0h5#  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 <dl:';@a-  
4.2 定义布局设置 61 reJw&t}Q  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ^.)oQo SE  
4.4 插入输入面 62 UZ7Zzc#g  
4.5 运行模拟 63 ;+] mcgN!  
4.6 预览最大值 65 xX$'u"dsA  
4.7 绘制波导 69 >J!4x(;Yh  
4.8 指定输出波导的路径 69 IHHL. gT  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 TELN4*  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 Uo?g@D  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 _K["qm{X_  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 H<41H;m  
5.1 定义波导材料 75 vFm8T58 7  
5.2 定义布局设置 76 ,Z*&QR  
5.3 创建波导 76 Hc^q_{}"  
5.4 修改输入平面 77 KGb:NQ=O6i  
5.5 指定波导的路径 78 )(yD"]co  
5.6 运行模拟 79 y"6;O0  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 {7swE(N  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Qc1NLU9:  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ChzKwYDY  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 KBJ%$OQV  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 j<|I@0  
6.2 定义布局结构 89 3
NU{7,F  
6.3 绘制并定位波导 91 &iR3]FNI  
6.4 生成布局脚本 95 >dO1)  
6.5 插入和编辑输入面 97 1;8=,&  
6.6 运行模拟 98 U4;r.#qw,  
6.7 修改布局脚本 100 :"QR;O@  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 M ,!Dhuas  
7 应用预定义扩散过程 104 ]e`&py E  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 SR)jJ=R3  
7.2 定义布局设置 106 <% #Dwo}  
7.3 设计波导 107 A$d)xq-]K  
7.4 设置模拟参数 108 %S*<2F9  
7.5 运行模拟 110 -;]m4R)z  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 [ye!3h&]  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 khFr%u ?S  
7.8 添加一个新的轮廓 111 *Rm"3S  
7.9 创建上方的线性波导 112 _v=S4A#tF  
8 各向异性BPM 115 n}0n!Pr^  
8.1 定义材料 116 {3,_i66  
8.2 创建轮廓 117 aia`mO]  
8.3 定义布局设置 118 HK}br!?  
8.4 创建线性波导 120 ].ZfT
rM]  
8.5 设置模拟参数 121 @ ;T|`Y=7  
8.6 预览介电常数分量 122 $~)BO_;o  
8.7 创建输入面 123 aE aU_f/  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 M9[52D!{  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 {
"kEu  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ?XCFRt,ol  
9.2 定义布局设置 130 @QOlo-u  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 LAs#g||M  
9.4 编辑输入平面 132 /%&Kbd  
9.5 设置模拟参数 134 =n@"lY u[  
9.6 运行模拟 135 v@,n]"  
10 电光调制器 138 2Xw=kwu  
10.1 定义电解质材料 139 8M6 Xd]{%  
10.2 定义电极材料 140 ,s ` y  
10.3 定义轮廓 141 {*yFTP"93  
10.4 绘制波导 144 -9PJ4"H  
10.5 绘制电极 147 5;v_?M!UCK  
10.6 静电模拟 149 ^Pwtu  
10.7 电光模拟 151 qStZW^lFeY  
11 折射率(RI)扫描 155 Fh8 8DDJ  
11.1 定义材料和通道 155 DsJ ikg(J  
11.2 定义布局设置 157 nm#ISueh  
11.3 绘制线性波导 160 \_vjc]?  
11.4 插入输入面 160 y<9' 3\  
11.5 创建脚本 161 D;1?IeS  
11.6 运行模拟 163 @ra^0  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 hw5NHZ I'  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 I8x,8}o>V  
12.1 定义材料 165 g49G7sk  
12.2 创建参考轮廓 166 qg2fTe  
12.3 定义布局设置 166 {{:QtkN  
12.4 用户自定义轮廓 167 <6.aSOS  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 o}4~CN9}  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 k3PFCl~e  
13.1 定义材料 173 !k3 eUBF  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 APgjT';P^  
13.3 定义晶圆 174 H^3f!\MC;o  
13.4 创建器件 175 q"@>rU4  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 )k^y<lC2a  
13.6 定义电极区域 178 ~:JoKm`vU