[产品]光波导、耦合《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 y\L$8BSL  
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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。 !l!^`c  

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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。 sdP% Y<eAT  
t]1j4S"pm  
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。 5qo^SiB.  
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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。 kb<Nuw  
G!},jO*"  
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。 MIo5Y`T  
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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&=y\uP]  
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目 录 AnVj '3  
1 入门指南 4 envu}4wU=e  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 %m[
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1.2 OptiBPM简介 5 Isv@V.  
1.3 光波导介绍 8 t6p}LNm(V  
1.4 快速入门 8 rQT@:$)  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 cQEK>aAd  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 WHxq-&=  
2.2 定义布局设置 29 "'p;Udt/Qm  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 <
V)T_  
2.4 插入input plane 35 `?VtB!p@x=  
2.5 运行模拟 39 )qs>Z?7  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 B6~a `~"  
3 创建一个单弯曲器件 44 zt{?Ntb  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 B:qH7`s  
3.2 定义布局设置 45 i/QE)"B"q  
3.3 创建一个弧形波导 46 b,kXV<KtU  
3.4 插入入射面 49 9?B}CCE<LR  
3.5 选择输出数据文件 53 v,w/g|  
3.6 运行模拟 54 ZY-UQ4_|u  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 |T7 < !  
4 创建一个MMI星形耦合器 60  e
#0C  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 vy W/f  
4.2 定义布局设置 61 8 PI>Q  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 f?: o  
4.4 插入输入面 62 Q#NXJvI  
4.5 运行模拟 63 Fy^*@&  
4.6 预览最大值 65 vk\a>};  
4.7 绘制波导 69 =*0<.Lo':  
4.8 指定输出波导的路径 69 vU&I,:72 H  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 H
J[@;F|aU  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 tqyR~  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 B3[;}8u>  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 GkqKIs  
5.1 定义波导材料 75 eqD|3Y
X  
5.2 定义布局设置 76 X3zkUMk  
5.3 创建波导 76 &~oBJar  
5.4 修改输入平面 77 ; V)pXLE  
5.5 指定波导的路径 78 EhDKh\OY5  
5.6 运行模拟 79 .s
-X%%e\  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Xy[O  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ^g/   
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 "I
bXKS>t  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 e]-bB#-A  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Htd-E^/
 
6.2 定义布局结构 89 yT<6b)&*&
 
6.3 绘制并定位波导 91 "w}}q>P+sA  
6.4 生成布局脚本 95 5,  
6.5 插入和编辑输入面 97 Wt=QCutt  
6.6 运行模拟 98 @*W)r~ "~  
6.7 修改布局脚本 100 J8Bz|.@Q  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 e7X#C)  
7 应用预定义扩散过程 104 ,h1 z8.wD|  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ,z A9*  
7.2 定义布局设置 106 1&
%6sZN  
7.3 设计波导 107 4cC  
7.4 设置模拟参数 108 3ZRi@=kWz  
7.5 运行模拟 110 z|,YO6(L  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 GZY8%.1{"a  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 
B!:%^S  
7.8 添加一个新的轮廓 111 :iW+CD)j  
7.9 创建上方的线性波导 112 M\4pTcz{  
8 各向异性BPM 115 FvX<(8'#a  
8.1 定义材料 116 d
.wu   
8.2 创建轮廓 117 hp ?4w),
 
8.3 定义布局设置 118 ZBw]H'sT  
8.4 创建线性波导 120 Sg#$ B#g  
8.5 设置模拟参数 121 \VQv "wid  
8.6 预览介电常数分量 122 KZ8Hp=s  
8.7 创建输入面 123 +fh@m h0[  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 m/ D~D~  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 j1[Ng #.  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 1Q[I$=-F  
9.2 定义布局设置 130 >9-$E?Mt  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 &6ymGo  
9.4 编辑输入平面 132 {owXyQ2mK  
9.5 设置模拟参数 134 o2AfMSt.  
9.6 运行模拟 135 gX29
c  
10 电光调制器 138 >* Ag0.Az  
10.1 定义电解质材料 139 CGyw '0S  
10.2 定义电极材料 140 2A>s a3\  
10.3 定义轮廓 141 +Tf4SJ  
10.4 绘制波导 144 <'y}y}%  
10.5 绘制电极 147 I 68Y4s  
10.6 静电模拟 149 B3AWJ1o  
10.7 电光模拟 151 -BV8,1  
11 折射率(RI)扫描 155 #BLx +mLq  
11.1 定义材料和通道 155 ,J*C'#sW  
11.2 定义布局设置 157 RIm8PV;N  
11.3 绘制线性波导 160 .}n-N #  
11.4 插入输入面 160 Zk:Kux[7  
11.5 创建脚本 161 MpNgp)%>  
11.6 运行模拟 163 5&C:&=Y  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 W(#u^,$e[  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 i)!2DXn  
12.1 定义材料 165 C0K0c6A(4  
12.2 创建参考轮廓 166 >0X_UDAWz  
12.3 定义布局设置 166 Tr@|QNu  
12.4 用户自定义轮廓 167 z7X,5[P  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Of}dsav   
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 WGwIc7  
13.1 定义材料 173 pw.K,?kYr  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Ee3-oHa  
13.3 定义晶圆 174 cjp~I/U  
13.4 创建器件 175 H$ZLtPv5  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 B&+)s5hh  
13.6 定义电极区域 178 ?E}9TQ  
Y*QoD9<T?;  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 kNd(KQ<.17  
13.8 运行模拟 182 i5 0c N<o  
13.9 创建脚本 184 z&c|2L-u6  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 *x-@}WY$U  
14.1 理论背景 186 : i{tqY%  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 at+Nd K  
14.3 生成脚本数据 190 ]!X[[w)  
14.4 导出散射数据 193 nv<t$r  
14.5 创建臂 194 6_L<&RmLg  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Sq SiuO.D  
14.7 加载两个臂的文件 200 F};T
<#  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 /!'Png0!  
14.9 连接元件 202 dczq,evp  
14.10 运行模拟 203 0j :u.x  
14.11 创建图以查看结果 204 \iRmGvT  
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