《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。 Oe/&Ryj=mm =1vl-*uYh 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。 1LK` 5OR2\h!XZt 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。 /Z ?$!u4I sYG:\>}ie 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法,旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 L/Ytk ag +&*D7A>~p 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景,第二~十三章,分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件,如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等,并包含了创建各类波导的方法和分析方法,如参数扫描,脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件,导入到OptiSystem(一款光通信系统模拟仿真软件)中做联合仿真,可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 g5OKhL0u M&v;#CV 《OptiBPM入门指南》,是由上海讯技光电工程师翻译整理而来,译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助,通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限,书中错误纰漏之处在所难免,敬请同行读者批评和指正 Mxmo}tt "?X,);5S
@|2L>N
p|gzU$FWbk 目 录 %tvP\(]h 1 入门指南 4 H:k?#7D( 1.1 OptiBPM安装及说明 4 [qL{w&R 1.2 OptiBPM简介 5 C$+z1z.! 1.3 光波导介绍 8 ^xt @ 1.4 快速入门 8 y v58~w*" 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 k Xg&}n7 2.1 定义MMI耦合器材料 28 LJc"T)>$` 2.2 定义布局设置 29 Xt.ca,`U 2.3 创建一个MMI耦合器 31 '-l.2IUyT 2.4 插入input plane 35 1o8C4?T& 2.5 运行模拟 39 j&Trvw<t 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 L7`=ec< 3 创建一个单弯曲器件 44 [X%Wg:K 3.1 定义一个单弯曲器件 44 j%`%
DQ 3.2 定义布局设置 45 D^Gs_z$[' 3.3 创建一个弧形波导 46 w:VD[\h 3.4 插入入射面 49 gr^TL1( 3.5 选择输出数据文件 53 j6: jN-z 3.6 运行模拟 54 !\}X?Gf 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 1VR|z 4 创建一个MMI星形耦合器 60 Pxvf"SXX 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 0#S#v2r5 4.2 定义布局设置 61 +Zg@X.z 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 &|K9qa~)Y 4.4 插入输入面 62 }WV}in0 4.5 运行模拟 63 jl"su:y 4.6 预览最大值 65 j2RdBoCt 4.7 绘制波导 69 =o5|W'>` 4.8 指定输出波导的路径 69 EvKzpxCh 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 I'E7mb<2 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &~aS24c 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Rz#q68 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 _M)
G 5.1 定义波导材料 75 |kGQ~:k+P 5.2 定义布局设置 76 srQGqE~ 5.3 创建波导 76 b]b+PK*h 5.4 修改输入平面 77 &"?S0S>r! 5.5 指定波导的路径 78 6Vj=SYK 5.6 运行模拟 79 9vauCIfVC 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ]SmN}Iq1 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 gkmV;0 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 +^DDWVp 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 T jE'X2/ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 :2.<JUDM 6.2 定义布局结构 89 +'$5Jtz 6.3 绘制并定位波导 91 #:NY9.\o 6.4 生成布局脚本 95 4l`[,BJ 6.5 插入和编辑输入面 97 ^D76_'{ 6.6 运行模拟 98 Y$5uoq%p3A 6.7 修改布局脚本 100 b]gVZ- 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 bE;c&g 7 应用预定义扩散过程 104 q5G`q&O5 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Ae[fW97 7.2 定义布局设置 106 P-/"sD 7.3 设计波导 107 *M^<oG 7.4 设置模拟参数 108 Xp.$FJ1) 7.5 运行模拟 110 +#Wwah$ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 bC/Ql 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 9:P\)'y? 7.8 添加一个新的轮廓 111 TwsI8X 7.9 创建上方的线性波导 112 P1R5}i 8 各向异性BPM 115 M@z_tR'3\ 8.1 定义材料 116 3
"iBcsLn 8.2 创建轮廓 117 ?<` ;lu/eL 8.3 定义布局设置 118 Q5b9q$L$ 8.4 创建线性波导 120 q
BIekQT 8.5 设置模拟参数 121 /i~x.i3 8.6 预览介电常数分量 122 |\W53,n9 8.7 创建输入面 123 D94bq_2} 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 H:)_;k 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 N%?R( 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 pMJm@f 9.2 定义布局设置 130 6e8 gFQ"w2 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 :(\JY?+w 9.4 编辑输入平面 132 O0FUJGuTS 9.5 设置模拟参数 134 ,+5:}hR+ 9.6 运行模拟 135 UiVGOQq 10 电光调制器 138 Re2&qxE 10.1 定义电解质材料 139 dVUe!S` 10.2 定义电极材料 140 {a__/I>) 10.3 定义轮廓 141 <F8e?xy 10.4 绘制波导 144 Cs(sar:7 10.5 绘制电极 147 T%;V_iW- 10.6 静电模拟 149 JA*+F1s 10.7 电光模拟 151 ]}kw'& 11 折射率(RI)扫描 155 =Oq*9=v| 11.1 定义材料和通道 155 16>D?;2o( 11.2 定义布局设置 157 d@p#{ - 11.3 绘制线性波导 160 vz~Oi 11.4 插入输入面 160 +4
h!;i 11.5 创建脚本 161 )3)7zulnXH 11.6 运行模拟 163 ;?k<L\zaw 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 2e-`V5{)b 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /wax5FS'I, 12.1 定义材料 165 aL_/2/@X8 12.2 创建参考轮廓 166 ?%[~J 12.3 定义布局设置 166 ;*$e8y2 12.4 用户自定义轮廓 167 KIi:5Y 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 L$i:~6 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 B]H8^ 13.1 定义材料 173 WQ}wQ:] 13.2 创建钛扩散轮廓 173 $4^SWT. 13.3 定义晶圆 174 5.*,IedY 13.4 创建器件 175 n0!2-Q5U)h 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 x\U[5d 13.6 定义电极区域 178 _U} vKm uQKQC?w
|