《OptiBPM入门教程》

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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。 ~4[2{M.0>@
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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。 Jp.Sow
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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。 br}.s@~
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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。 e| (jv<~r
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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。 sJX/YGHt
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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 Tk9*@kqv

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 +~=>72/r

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目录 __c:$7B/4U
1 入门指南 4 t'4hWNR'
1.1 OptiBPM安装及说明 4 !&TbE@Xk
1.2 OptiBPM简介 5 yw5MlZ4P=
1.3 光波导介绍 8 ={b/s31H:
1.4 快速入门 8 N{`-&8q;K
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 *9%<}z
2.1 定义MMI耦合器材料 28 B_M)<Ad
2.2 定义布局设置 29 bK; -Xcm
2.3 创建一个MMI耦合器 31 mwCNfwb:
2.4 插入input plane 35 B4R!V!Z*
2.5 运行模拟 39 uJMF\G=nb
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 88h-.\%Z
3 创建一个单弯曲器件 44 iwCnW7:
3.1 定义一个单弯曲器件 44 H|T:_*5
3.2 定义布局设置 45 skdSK7 n
3.3 创建一个弧形波导 46 2Ua_7
3.4 插入入射面 49 *(L4rK\2
3.5 选择输出数据文件 53 h|dVVCsN
3.6 运行模拟 54 GY<Y,
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 y<k-dbr
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ~*Ve>4
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 eg)=^b
4.2 定义布局设置 61 :D-d`OyjG>
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 gGN[AqR
4.4 插入输入面 62 IoJkM-^H&)
4.5 运行模拟 63 p{!aRB%
4.6 预览最大值 65 ?AyG!F
4.7 绘制波导 69 )rz4IfE
4.8 指定输出波导的路径 69 k\Oy\z@
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 $2Ox;+
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 $WnK
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Tx0/3^\>8A
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 V>@NkQ<|y
5.1 定义波导材料 75 ,Zzh.z::D
5.2 定义布局设置 76 *f.eyg#
5.3 创建波导 76 }@4m@_gR?
5.4 修改输入平面 77 )& %X AW{
5.5 指定波导的路径 78 ]ss0~2
5.6 运行模拟 79 h(]O;a-
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 @= 6}w_
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 R8Lp8!F'
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 v%/_*69a
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 KI-E=<zt
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 e<l Wel
6.2 定义布局结构 89 ;Y j_@=
6.3 绘制并定位波导 91 U{h5uezD
6.4 生成布局脚本 95 sBu=@8R]y
6.5 插入和编辑输入面 97 #; E,>0
6.6 运行模拟 98 C$aiOK-]+
6.7 修改布局脚本 100 N|z-s
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 L/<^uO1
7 应用预定义扩散过程 104 el.;T*Wn
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 YQ4;X8I`r
7.2 定义布局设置 106 ai`fP{WlX
7.3 设计波导 107 9X@y*;w<t
7.4 设置模拟参数 108 5ts8o&|
7.5 运行模拟 110 Vg\EAs>f
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 engql;
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 7zVaj"N(
7.8 添加一个新的轮廓 111 Bg"b,&/^u
7.9 创建上方的线性波导 112 w%VHq z$
8 各向异性BPM 115 n+rAbn5o$
8.1 定义材料 116 b,~4O~z
8.2 创建轮廓 117 |`U^+Nf
8.3 定义布局设置 118 EfcoJgX
8.4 创建线性波导 120 5(%+8<2
8.5 设置模拟参数 121 niFX8%<hP
8.6 预览介电常数分量 122 q3VE\&*^F
8.7 创建输入面 123 -/B}XNW
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 jkFS=eonK
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Mm:6+
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ' ,a'r.HJH
9.2 定义布局设置 130 7sC$hm]
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 `T{{wty
9.4 编辑输入平面 132 )mB+#T<k-
9.5 设置模拟参数 134 "T<Q#^m
9.6 运行模拟 135 c*1t<OAS~
10 电光调制器 138 P_z3TK
10.1 定义电解质材料 139 :v* _Ay
10.2 定义电极材料 140 VZ}^1e
10.3 定义轮廓 141 >9Fs)R]P
10.4 绘制波导 144 s)_7*DY
10.5 绘制电极 147 6QLWF@
10.6 静电模拟 149 E&#AX:
10.7 电光模拟 151 pTST\0?
11 折射率(RI)扫描 155 YCj"^RC^
11.1 定义材料和通道 155 =~?2i)-mC
11.2 定义布局设置 157 gJ+MoAM"
11.3 绘制线性波导 160 \Bw9%P~ G
11.4 插入输入面 160 @%O"P9;s
11.5 创建脚本 161 AGx]srl
11.6 运行模拟 163 DCPK1ql
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 `*&*jdq&i
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 d~D<;7M XJ
12.1 定义材料 165 tU}CRh
12.2 创建参考轮廓 166 pez[qs
12.3 定义布局设置 166 T3@wNAAU
12.4 用户自定义轮廓 167 <[Q#}/$"
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 T6Z2 #
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 NC>rZS]
13.1 定义材料 173 {e/12q
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Lf3Ri/@ p
13.3 定义晶圆 174 %q;3bfq@N
13.4 创建器件 175 1C{n!l
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 V);{o>%.K
13.6 定义电极区域 178 0F1 a
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