《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。 JNZKzyJ9K
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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。 d`2VbZC`
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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。 Ao0F?2|
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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。 |vGz 1jLV
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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。 b7=]"|c$@
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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 0C0iAp

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 @O4m-Oosi

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目录 Iy"
1 入门指南 4 S c@g;+#QU
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ]T+{]t
1.2 OptiBPM简介 5 b`1P%OjC
1.3 光波导介绍 8 -N9U lW2S
1.4 快速入门 8 +]B^*99
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 A/GEDG ?
2.1 定义MMI耦合器材料 28 n|{x\@VeF
2.2 定义布局设置 29 g{dyDN$5|w
2.3 创建一个MMI耦合器 31 lQ@2s[
2.4 插入input plane 35 uI+h9j$vS
2.5 运行模拟 39 B<+}_3.
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 {GZHD^Ce
3 创建一个单弯曲器件 44 8_W<BXW
3.1 定义一个单弯曲器件 44 Ib]{rmaP
3.2 定义布局设置 45 Y]ZOvA5W
3.3 创建一个弧形波导 46 xUj[d(q
3.4 插入入射面 49 ZSHc@r*>
3.5 选择输出数据文件 53 @|r*yi
3.6 运行模拟 54 qksN {t
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 nz+DPk["
4 创建一个MMI星形耦合器 60 WCU[]A
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 *O+YhoR?
4.2 定义布局设置 61 w0VJt<e*
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 |VTm5.23
4.4 插入输入面 62 0E{$u
4.5 运行模拟 63 Xv6z>z.
4.6 预览最大值 65 oO!@s`
4.7 绘制波导 69 \O`B@!da~
4.8 指定输出波导的路径 69 pX|\J>u)
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 _! \X>rfz
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 E WOn"
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Rm"lRkY4I[
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Lab{?!E>U
5.1 定义波导材料 75 zN*/G6>A
5.2 定义布局设置 76 N%n#mV;
5.3 创建波导 76 eRv3qK{`
5.4 修改输入平面 77 1u'x|Un
5.5 指定波导的路径 78 U*1rA/"n
5.6 运行模拟 79 @4_W}1W
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 NZmmO )p4
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 DBbmM*r
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 H+\rCefba
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 cBiv=!n
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 \snbU'lfP
6.2 定义布局结构 89 _~fO8_vr
6.3 绘制并定位波导 91 f!eC|:D
6.4 生成布局脚本 95 pu,/GBG_
6.5 插入和编辑输入面 97 WUMx:a0!
6.6 运行模拟 98 JaiYVx(
6.7 修改布局脚本 100 4f'WF5S/}8
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 y2o?a6`
7 应用预定义扩散过程 104 {HlUV33O
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 +|r) ;>b
7.2 定义布局设置 106 DTI+VY.W^
7.3 设计波导 107 E&jngxlN
7.4 设置模拟参数 108 `N;u#z
7.5 运行模拟 110 hQ#'_%:
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 :Dw;RcZQ
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ?7YX@x
7.8 添加一个新的轮廓 111 ?9 m3y0
7.9 创建上方的线性波导 112 (;+JM*c2N
8 各向异性BPM 115 <~<I K=n
8.1 定义材料 116 P2!@^%o
8.2 创建轮廓 117 \$<kJ||lS
8.3 定义布局设置 118 #AFr@n
8.4 创建线性波导 120 )j]S;Mr
8.5 设置模拟参数 121 84cmPnaT
8.6 预览介电常数分量 122 gU0}.b
8.7 创建输入面 123 7a->"W
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 #sq-V,8
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 u3dhMnUn
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 RHz'Dz>0
9.2 定义布局设置 130 j+88J
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 (3&@c!E
9.4 编辑输入平面 132 K&Ht37T
9.5 设置模拟参数 134 Xb&r|pR
9.6 运行模拟 135 Z[slN5]([
10 电光调制器 138 )U`H7\*)
10.1 定义电解质材料 139 JU1U=Lu."
10.2 定义电极材料 140 P5%DvZB$w
10.3 定义轮廓 141 >OBuHqC
10.4 绘制波导 144 k$7-F3
10.5 绘制电极 147 P>0j]?RB
10.6 静电模拟 149 7=6p
10.7 电光模拟 151 t&ztY] qh
11 折射率(RI)扫描 155 @$F(({?
11.1 定义材料和通道 155 0 jVuFl
11.2 定义布局设置 157 ]9]3=;b>
11.3 绘制线性波导 160 &YmOXKf7
11.4 插入输入面 160 .KIAeCvl\
11.5 创建脚本 161 LyS139P$
11.6 运行模拟 163 POtDge
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 `Z{; c
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 )><cL:IJ}S
12.1 定义材料 165 .1t$(]CyC
12.2 创建参考轮廓 166 i('z~
12.3 定义布局设置 166 yaa+j8s]
12.4 用户自定义轮廓 167 O (tcu@vfl
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 GLv}|>W
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 3BKW
13.1 定义材料 173 !,V8?3.aJn
13.2 创建钛扩散轮廓 173 U-Fr[1I6p
13.3 定义晶圆 174 <(>v|5K0]
13.4 创建器件 175 oB&s2~
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 t/u$Ts
13.6 定义电极区域 178 Fu^^Jex
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