[产品]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 h1-Gp3#  
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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。 ]!faA\1  
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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。 U6c@Et,  
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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。 $+jy/:]D  
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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。 +A\V)  
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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。 }I'^./za
 
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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 z7k$0&  
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目 录 dm& /K 4c  
1 入门指南 4 O8y9dX-2  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ,5. <oDH  
1.2 OptiBPM简介 5 6klD22b2$  
1.3 光波导介绍 8 n.ct]+L  
1.4 快速入门 8 nALnB1  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 1daL y  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 q)k{W>O  
2.2 定义布局设置 29 10O3Z9  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ib; yu_  
2.4 插入input plane 35 N%*9&FjrL  
2.5 运行模拟 39 Man^<T%F  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 5us^B8Q  
3 创建一个单弯曲器件 44 A_i zSzC1  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 X|Dpt2A=  
3.2 定义布局设置 45 #fj[kq)&S  
3.3 创建一个弧形波导 46 `-u7 I  
3.4 插入入射面 49 ,2_w=<hq  
3.5 选择输出数据文件 53 RJwb@r<v  
3.6 运行模拟 54 D:)~%wu Lt  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 `@MPkCy1  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 `V@z&n0P6  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 `yYvYc
 
4.2 定义布局设置 61 |(&oI(l5K  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +N8aq<l  
4.4 插入输入面 62 xl9(ze  
4.5 运行模拟 63 Uuz?8/w}#  
4.6 预览最大值 65 <5k&)EoT  
4.7 绘制波导 69 UO1$UF! QC  
4.8 指定输出波导的路径 69 ])=H
  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Pt(tRHB  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 %p*`h43;  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 C#h76fpH  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 qw2)v*Fn  
5.1 定义波导材料 75 \imp7}N  
5.2 定义布局设置 76 sS|<&3  
5.3 创建波导 76 )WmZP3$^TX  
5.4 修改输入平面 77 .aJ%am/:%  
5.5 指定波导的路径 78 o
6|"J%9GX  
5.6 运行模拟 79 jr:drzr{I  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 *w|iu^G  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 RQ|?Ce",  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 CC>($k"  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 qsTq*G  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Lrlk*   
6.2 定义布局结构 89 !]G jIT]Oh  
6.3 绘制并定位波导 91 jceHKl  
6.4 生成布局脚本 95 :v#8O~
  
6.5 插入和编辑输入面 97 A]#_"fayo  
6.6 运行模拟 98 m|mG;8}pI  
6.7 修改布局脚本 100 ]| z")gOE  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 9\:w8M X'  
7 应用预定义扩散过程 104 w~]}
acP  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 QY=QQG  
7.2 定义布局设置 106 Kn.iyR  
7.3 设计波导 107 7> )l{7  
7.4 设置模拟参数 108 .T{U^0 )  
7.5 运行模拟 110 c[Yq5Bu{y  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 }-dF+m:  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 E}t-N  
7.8 添加一个新的轮廓 111 [&Lxz~W][  
7.9 创建上方的线性波导 112 -: C[P  
8 各向异性BPM 115 cmae&Atotw  
8.1 定义材料 116 j~.u>4  
8.2 创建轮廓 117 pRmEryR(U  
8.3 定义布局设置 118 |\/~ 8qP  
8.4 创建线性波导 120 [|
jIC  
8.5 设置模拟参数 121 ?nY/, q&  
8.6 预览介电常数分量 122
$:P[v+Uy  
8.7 创建输入面 123 ypxC1E  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ^,>}%1\  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 -^0KE/  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 *x5o=)Y  
9.2 定义布局设置 130 X
=\x&W
t  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 6mX:=Q  
9.4 编辑输入平面 132 pc^E'h:  
9.5 设置模拟参数 134 JLt{f=`%F  
9.6 运行模拟 135 N0=b[%g;n  
10 电光调制器 138 %uF:)  
10.1 定义电解质材料 139 7~:>WMv
9  
10.2 定义电极材料 140 =GLYDV  
10.3 定义轮廓 141 hY)YX,f=S  
10.4 绘制波导 144 i;gw=Be  
10.5 绘制电极 147 <x^IwS  
10.6 静电模拟 149 3$;J0{&[i  
10.7 电光模拟 151 +h9`I/R  
11 折射率(RI)扫描 155 v!iWzN  
11.1 定义材料和通道 155 -0/=k_q_  
11.2 定义布局设置 157 +ESX.Vel  
11.3 绘制线性波导 160 >Y44{D\`  
11.4 插入输入面 160 x[zKtX  
11.5 创建脚本 161 CdE2w?1  
11.6 运行模拟 163 9[B<rz  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Ti /;|lP@  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 jD$;q7fB  
12.1 定义材料 165 4+ykE:  
12.2 创建参考轮廓 166 X}kVBT1w+x  
12.3 定义布局设置 166 w}fqs/)w  
12.4 用户自定义轮廓 167 -(`K7T>D.  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 `W6:=H  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 XT\Td}>  
13.1 定义材料 173 mOABZ#+Fk  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 %jYQ  
13.3 定义晶圆 174 Ov F8&*A  
13.4 创建器件 175 aU,0gvI(}  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 V7qCbd^>XJ  
13.6 定义电极区域 178 3(>(lk  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 WlF+unB!9  
13.8 运行模拟 182 `<.
7?  
13.9 创建脚本 184 nI((ki}v  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ayB=|*Q"  
14.1 理论背景 186 o;HdW  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 U0lqGEZ  
14.3 生成脚本数据 190 1)nM#@%](h  
14.4 导出散射数据 193 T9&,v<f  
14.5 创建臂 194 ~GsH8yA_P  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ^^20vwq  
14.7 加载两个臂的文件 200 T +|J
19  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 hnM9-hqm  
14.9 连接元件 202 I_R5\l}O+D  
14.10 运行模拟 203 Qr^Z~$i t  
14.11 创建图以查看结果 204 eWq
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