《OptiBPM入门教程》
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。 EpR n,[ H[s+.&^ 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。 KC; o W{q
P/R 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。 w[l#0ZZ P}a$#a'! 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 yc9!JJMkH 2/t; }pw8 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 ^J-Xy\X u SI@Cjp 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 PX^k; rxol7"2l
2uT6M%OC
"]p&7 目 录 v,Z]Vqk 1 入门指南 4
r90tXx 1.1 OptiBPM安装及说明 4 z]%@r 7 1.2 OptiBPM简介 5 `$JZJ!,A 1.3 光波导介绍 8 a]P%Y.?r 1.4 快速入门 8 8Vn 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 \VIY[6sn\M 2.1 定义MMI耦合器材料 28 5QXU"kWH 2.2 定义布局设置 29 QaEiP n~ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 I*o6Bn
|D 2.4 插入input plane 35 h"8[1
; 2.5 运行模拟 39 +,R!el!o~u 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 _(gkYJ+MK 3 创建一个单弯曲器件 44 "WGKwi=W 3.1 定义一个单弯曲器件 44 &@|? % 3.2 定义布局设置 45 bxxLAWQ( 3.3 创建一个弧形波导 46 $1d{R;b[ 3.4 插入入射面 49 NRG~ya > 3.5 选择输出数据文件 53 [bo"!Qk% 3.6 运行模拟 54 $U7/w?gc' 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 N#-.[9! 4 创建一个MMI星形耦合器 60 +&f_k@+ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Brs} 4.2 定义布局设置 61 $,r%@'= & 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ("}Hs[ 4.4 插入输入面 62 yVn%Bz'
[ 4.5 运行模拟 63 lQ ki58. 4.6 预览最大值 65 _a"|
:kX 4.7 绘制波导 69 +RpCh!KP 4.8 指定输出波导的路径 69 U)-aecB! 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 # Dgkl 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &u[F)| 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 [-Y~g%M 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 GadY#]}( 5.1 定义波导材料 75 I;_T_m4.q 5.2 定义布局设置 76 %j1 7QD8 5.3 创建波导 76 a}VR>!b 5.4 修改输入平面 77 o8E<_rei 5.5 指定波导的路径 78 .@mZG<vg 5.6 运行模拟 79 RB""(< 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 B$JPE7h@[P 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ^hEN 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 75R4[C6T 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 @pv:uON\ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5M)B 6.2 定义布局结构 89 lc
fAb@}2 6.3 绘制并定位波导 91 c; .y 6.4 生成布局脚本 95 }*-fh$QJ 6.5 插入和编辑输入面 97 f]Aa$\@b 6.6 运行模拟 98 IhSXU<] 6.7 修改布局脚本 100 P*?2+. 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 $`0^E#Nl 7 应用预定义扩散过程 104 3#udzC 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 j/T@-7^0 7.2 定义布局设置 106 g_tEUaiK 7.3 设计波导 107 g .:ZMV 7.4 设置模拟参数 108 ZZ!6O /M 7.5 运行模拟 110 Eqny'44 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 at*DYZBjDB 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 E:\#Ur2 7.8 添加一个新的轮廓 111 >c:nr&yP 7.9 创建上方的线性波导 112 ~]W
@+\l 8 各向异性BPM 115 r_']; 8.1 定义材料 116 z:dW 'U?1 8.2 创建轮廓 117 {~EsO1p 8.3 定义布局设置 118 /-@F|,O)$n 8.4 创建线性波导 120 srImk6YD 8.5 设置模拟参数 121 cqZlpm$c 8.6 预览介电常数分量 122 u,YmCEd_V 8.7 创建输入面 123 8r,0Qic2K 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 (]fbCH: 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 5|bfrc 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 NgxJz
]b 9.2 定义布局设置 130 @frV:% 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 4uE/!dT 9.4 编辑输入平面 132 ZL!5dT&@W 9.5 设置模拟参数 134 rO1N@kd/ 9.6 运行模拟 135 Dg
~k"Ice 10 电光调制器 138 -=1>t3~\ 10.1 定义电解质材料 139 \)MzUOZn 10.2 定义电极材料 140 l0',B*og 10.3 定义轮廓 141 }.=wQ_ 10.4 绘制波导 144 1Sns$t%b 10.5 绘制电极 147 XK0lv8( 10.6 静电模拟 149 sFgsEKs 10.7 电光模拟 151 kOel
!A 11 折射率(RI)扫描 155 =t}m 11.1 定义材料和通道 155 E%Ysyk 11.2 定义布局设置 157 8k Sb92 11.3 绘制线性波导 160 6TQ[2%X' 11.4 插入输入面 160 YZ->ep} 11.5 创建脚本 161 R\6dvd 11.6 运行模拟 163 5]3Mj*u\ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 v)zxQuH]^ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 q(#,X~0 12.1 定义材料 165 6k|f]BCL 12.2 创建参考轮廓 166 \:Hh'-77q 12.3 定义布局设置 166 >dDcm 12.4 用户自定义轮廓 167 skt9mU 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 lj*=bK 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ?*QL;[n1 13.1 定义材料 173 .36]>8 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Djp;\.$( 13.3 定义晶圆 174 >(W t 13.4 创建器件 175 0SZ:C(] 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 CSFE[F63 13.6 定义电极区域 178 l>7?B2^<E 2$joM`j$
|