[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 :EQme0OW  
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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。 JK:mQ_  
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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。 },Y; (n'  
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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。 z|DA _
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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。 \:_.N8"  
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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。 >Xh(`^}SQ*  
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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 ^pQo`T6  
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目 录 rs 1*H  
1 入门指南 4 Br ^rK}|l  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 io+7{B=u$  
1.2 OptiBPM简介 5 LD~uI  
1.3 光波导介绍 8 ![P(B0Ct/  
1.4 快速入门 8 xv#j 593  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 FbCZV3Y  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 yd2qf  
2.2 定义布局设置 29 CI,`R&=xO  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 6JFDRsX>)?  
2.4 插入input plane 35 EYx2IJ  
2.5 运行模拟 39 .e _D3Xp<  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 J6["j  
3 创建一个单弯曲器件 44 5#9Wd9LP  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ndCS<ojcBP  
3.2 定义布局设置 45 4 _U,-%/  
3.3 创建一个弧形波导 46 MZP><Je&  
3.4 插入入射面 49 1=q?#PQ  
3.5 选择输出数据文件 53 M%5$-;6~_  
3.6 运行模拟 54 WtdkA Sj  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 0)`lx9&h  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 dXo'#.  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 SJ[@fUxO)  
4.2 定义布局设置 61 @aD~YtL"n  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 hPeKQwzC0  
4.4 插入输入面 62 |nH0~P#!  
4.5 运行模拟 63 +|"n4iZ!)  
4.6 预览最大值 65 {!g.255+  
4.7 绘制波导 69 gJGBD9wC  
4.8 指定输出波导的路径 69 $W_o$'crW  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ;~Gpw/]5E  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ,^IZ[D>u)  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 rLw[y$
2  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 /L|}Y242  
5.1 定义波导材料 75 dYqDL<se/I  
5.2 定义布局设置 76 X.AOp  
5.3 创建波导 76 (&]15 FJ$1  
5.4 修改输入平面 77 Ah>krE0t  
5.5 指定波导的路径 78 [rQ(ae  
5.6 运行模拟 79 TnU$L3k  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 o27`g\gDR,  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 e"adkV  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 qp_ `Fj:  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 $}UJs <-F  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 YlcF-
a  
6.2 定义布局结构 89 N evvA(M  
6.3 绘制并定位波导 91 OO wA{]gK  
6.4 生成布局脚本 95 S5 nw  
6.5 插入和编辑输入面 97 6-X?uaY)os  
6.6 运行模拟 98
x5 ~E'~_  
6.7 修改布局脚本 100 \HQb#f,
  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 "A1yqK  
7 应用预定义扩散过程 104 KW6" +,Th  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 B*iz+"H  
7.2 定义布局设置 106 3N%Evo  
7.3 设计波导 107 5GFnfc}  
7.4 设置模拟参数 108 !BikF4Y1L&  
7.5 运行模拟 110 .x$T al  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ~m|?! ]n  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 G~tOCp="p  
7.8 添加一个新的轮廓 111 BG8)bhk;/  
7.9 创建上方的线性波导 112 i|^`gly  
8 各向异性BPM 115 y{?jr$js<  
8.1 定义材料 116 +95dz?~  
8.2 创建轮廓 117 H$z+gbjJ  
8.3 定义布局设置 118 3cFLU^  
8.4 创建线性波导 120 5'-9?-S"  
8.5 设置模拟参数 121 ;F(01  
8.6 预览介电常数分量 122 ?jm2|:  
8.7 创建输入面 123 6:z&ukqE  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
%y\7  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
Y*}>tD;  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 U(]5U^  
9.2 定义布局设置 130 (dipKs?K  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Jc?ssm\%  
9.4 编辑输入平面 132 {]Iu">*
 
9.5 设置模拟参数 134 <r`Jn49  
9.6 运行模拟 135 842+KLS  
10 电光调制器 138 *!Y3N<>!  
10.1 定义电解质材料 139 gO%i5  
10.2 定义电极材料 140 ,UZE;lXJ'Q  
10.3 定义轮廓 141 >`|uc  
10.4 绘制波导 144 ?HyioLO  
10.5 绘制电极 147 -*l[:5m  
10.6 静电模拟 149 y8S6ZtA}2  
10.7 电光模拟 151 wEc5{ b5
M  
11 折射率(RI)扫描 155 <0 idG  
11.1 定义材料和通道 155 YY<?w  
11.2 定义布局设置 157 ?N*@o.  
11.3 绘制线性波导 160 g):jZU]b  
11.4 插入输入面 160 Xgc\O08  
11.5 创建脚本 161 % P)}(e6y  
11.6 运行模拟 163 @VS5Mg8  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 a&VJYAB  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 HU+H0S~g  
12.1 定义材料 165 J+gsmP-_  
12.2 创建参考轮廓 166 uPv?Hq  
12.3 定义布局设置 166 jeFl+K'1  
12.4 用户自定义轮廓 167 !jq6cND  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 H&IP>8Dk  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 [:S F(*}  
13.1 定义材料 173 Q%1;{5  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 G&3<rT3Ib  
13.3 定义晶圆 174 x2wWp-Z  
13.4 创建器件 175 NS;8&  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 CHw_?#h  
13.6 定义电极区域 178 \)uad5`N  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 &
D w~Jq|  
13.8 运行模拟 182 bd*(]S9d  
13.9 创建脚本 184 [te7uZv-  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 :uDB3jN[  
14.1 理论背景 186  /?xn  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 aKtTx~$@  
14.3 生成脚本数据 190 cS7!,XC  
14.4 导出散射数据 193 ZSt ww{Z
 
14.5 创建臂 194 2A ,36,  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 M=`Se&-M  
14.7 加载两个臂的文件 200 *~^^A9C8  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 K+OU~SED%F  
14.9 连接元件 202 CWYJ<27v{  
14.10 运行模拟 203 /k"P4\P`+Q  
14.11 创建图以查看结果 204 ;_&L^)~P$  
有兴趣可以扫码加微咨询 qW>J-,61/  
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