[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 aAP86MHO  
]Ky`AG`2~  
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。 #"oLz"{  
}@.@k6`n  
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。 zA?AX1%Wa  
gcI<bY  
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。 V(;T{HW&  
Uo9@Y{<B  
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:7\S\|8  
Lo}T%0"G  
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。 c0l?+:0M  
]2ab~ gr  
《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 cxQ %tL+S&  
H/*sl
qL  
3-AOB3](
 
目 录 _s<BXj  
1 入门指南 4 mz x$
(u  
1.1 OptiBPM安装及说明 4
pm9sI4S  
1.2 OptiBPM简介 5 G,+3(C  
1.3 光波导介绍 8 ~233{vh$=>  
1.4 快速入门 8 45BpZ~-  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 +t-_FbFh3D  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 NZG ^B/  
2.2 定义布局设置 29 T+gH38!e  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 #zgO_H  
2.4 插入input plane 35 yX
IJeo"  
2.5 运行模拟 39 QxbG-B^)=  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 `c^">L  
3 创建一个单弯曲器件 44 K[?@nl?,z  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 v.sjWF  
3.2 定义布局设置 45 h'GOO(  
3.3 创建一个弧形波导 46 C2b<is=H:  
3.4 插入入射面 49 k|RY; 8_  
3.5 选择输出数据文件 53 ,*9gy$  
3.6 运行模拟 54 E:B<_  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Rxr?T-  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 UCj<FN `  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 N_FjEZpX  
4.2 定义布局设置 61 M@G\b^"  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 z[vu-f9  
4.4 插入输入面 62 ' Qlj"U  
4.5 运行模拟 63 Kv:.bHN}  
4.6 预览最大值 65 Ps(oxj7  
4.7 绘制波导 69 X,lhVT |
 
4.8 指定输出波导的路径 69 a*&&6Fo  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 _V8;dv8  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 \R-'<kN.*  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 "E4CQL'U  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 0k_3]Li=(  
5.1 定义波导材料 75 ~PAI0+*"q  
5.2 定义布局设置 76 pVzr]WFx  
5.3 创建波导 76 3A =\Mb  
5.4 修改输入平面 77 eA``fpr  
5.5 指定波导的路径 78 ?I+$KjE+  
5.6 运行模拟 79 A@Zqh<,Ud  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 8df| 9E$  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 b?!S$Sxz  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 xh#pw2v7V  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 1A* "v  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 L&=r-\.ev  
6.2 定义布局结构 89 g-ZXj4Ph!  
6.3 绘制并定位波导 91 {,(iL8,^  
6.4 生成布局脚本 95 nWK7*  
6.5 插入和编辑输入面 97 ;bHS^  
6.6 运行模拟 98 {6
1Y;  
6.7 修改布局脚本 100 2 p}I  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 O0_RW`69  
7 应用预定义扩散过程 104 %h,&ND  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 C1l'<  
7.2 定义布局设置 106 "j_cI-@6  
7.3 设计波导 107 1D!MXYgm1b  
7.4 设置模拟参数 108 WWOt>C~
zV  
7.5 运行模拟 110 z6,E}
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 &v;o }Q}E{  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ~J#Z7y]p!j  
7.8 添加一个新的轮廓 111 V[Sj+&e&  
7.9 创建上方的线性波导 112 sX}#L  
8 各向异性BPM 115 Wi,)a{  
8.1 定义材料 116 O.\\)8xA  
8.2 创建轮廓 117 Jf#-OlEQ  
8.3 定义布局设置 118 8<ev5af  
8.4 创建线性波导 120 <c<!
|<x  
8.5 设置模拟参数 121 Lm<WT*@  
8.6 预览介电常数分量 122 =[Z3]#h  
8.7 创建输入面 123 @SaxM4  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ?1O` Rd{tn  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 L(k`1E  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 \MdieO*  
9.2 定义布局设置 130 3zc;_U2  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 yh|+Usa  
9.4 编辑输入平面 132 (J%>{?"ij  
9.5 设置模拟参数 134 CvEIcm=t  
9.6 运行模拟 135 $b7@S`5  
10 电光调制器 138 ,&fZo9J9  
10.1 定义电解质材料 139 *WFd[cKE  
10.2 定义电极材料 140 {gD`yoPrV  
10.3 定义轮廓 141 K:Z(jF!j  
10.4 绘制波导 144 nqTOAL9FF  
10.5 绘制电极 147
{9Ok^O  
10.6 静电模拟 149 knpdECq&k  
10.7 电光模拟 151 BnDCK@+|Q  
11 折射率(RI)扫描 155 6V@_?a-K  
11.1 定义材料和通道 155 Y%|dM/a`  
11.2 定义布局设置 157 bC) <K/Q9  
11.3 绘制线性波导 160 %""h:1/S  
11.4 插入输入面 160 4}UJBb?  
11.5 创建脚本 161 CBpwtI>p  
11.6 运行模拟 163 {^:NII]  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 "Y4glomR[  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 c6h+8QS  
12.1 定义材料 165 :qAX9T'{t  
12.2 创建参考轮廓 166 c^puz2  
12.3 定义布局设置 166 J6>tGKa+e  
12.4 用户自定义轮廓 167 ~Je4
0vO[  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 :V@)A/}uk  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 /EegP@[  
13.1 定义材料 173 W!Hn`T  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 !#*#jixo  
13.3 定义晶圆 174 o61rTj  
13.4 创建器件 175 >El]5M7h7  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 gSj0+|  
13.6 定义电极区域 178 G-R83Orl  
]w$cqUhM  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 4sBvW  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 WiQVZ{  
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 UWK|_RT6SA  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ~t$ng l$  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 fOdqr  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 dxH\H?NO  
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 .5s^a.e'O  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 /(u? k%Q  
14.11 创建图以查看结果 204 utl-#Wwt/  

^,5%fl  
有兴趣可以扫码加微联系