《OptiBPM入门教程》

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前言 %41m~Wh2
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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。 [u =+3b
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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。 zN[hkmh
JYMiLph<
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。 DEBB()6,
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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。 =-0/k;^
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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。 4n#M
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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 |hKDvH

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 z{8bvuE

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目录 WO7z
1 入门指南 4 0%32=k7O[
1.1 OptiBPM安装及说明 4 Mc?Qx
1.2 OptiBPM简介 5 L 8c0lx}Nn
1.3 光波导介绍 8 AgWa{.`f:
1.4 快速入门 8 H[NSqu.s
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 zv|2:4H
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ZFiee|,q
2.2 定义布局设置 29 D.r<QO~6B
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ^3G{|JB!+
2.4 插入input plane 35 Y@NNrGDkT*
2.5 运行模拟 39 Rm2yPuOU}A
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 F6LH $C
3 创建一个单弯曲器件 44 ]RwpX ^ 1
3.1 定义一个单弯曲器件 44 'S20\hwt-
3.2 定义布局设置 45 t0(A4E
3.3 创建一个弧形波导 46 CLxynZ\;
3.4 插入入射面 49 To\QjP-
3.5 选择输出数据文件 53 dhC$W!N7!
3.6 运行模拟 54 Ka'=o?'B5
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 O+nEXS\rQ
4 创建一个MMI星形耦合器 60 Wt*cIZ
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 *zaQx+L
4.2 定义布局设置 61 jqz ux[6{
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ^NLmgwQ
4.4 插入输入面 62 R]JT&p|w.1
4.5 运行模拟 63 bc7/V#W
4.6 预览最大值 65 <h!_>:2L
4.7 绘制波导 69 _Ym]Mj' ln
4.8 指定输出波导的路径 69 <S5BDk
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 'HO$C,1]
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 @Y?#Sl*
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ,xw#NG6
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 2\R'@L*
5.1 定义波导材料 75 #"}JdBn
5.2 定义布局设置 76 a`wc\T^
5.3 创建波导 76 QpF;:YX^3
5.4 修改输入平面 77 @hl.lq
5.5 指定波导的路径 78 #F:p-nOq
5.6 运行模拟 79 Oylf<&knF\
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 goLL;AL
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ay4 %
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 :vYYfs&
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ?#Ge.D~u
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Ah1]Y}sy
6.2 定义布局结构 89 W=ig.-
6.3 绘制并定位波导 91 bAdn &
6.4 生成布局脚本 95 .7O*pJ2(H
6.5 插入和编辑输入面 97 f<-Jg
6.6 运行模拟 98 LmRy1T,act
6.7 修改布局脚本 100 jY&k
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 )Fc%+TpKi
7 应用预定义扩散过程 104 Ih@61>X.o*
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 H h4WMZJG
7.2 定义布局设置 106 dLH(D: `
7.3 设计波导 107 +|*IZ:w)
7.4 设置模拟参数 108 8aZ=?_gvT
7.5 运行模拟 110 bUs0 M0y
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 G%BjhpL
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 '_<{p3M
7.8 添加一个新的轮廓 111 /9 3M*b
7.9 创建上方的线性波导 112 evenq$ H
8 各向异性BPM 115 } j<)L,
8.1 定义材料 116 ,yC-+VL
8.2 创建轮廓 117 SfA\}@3
8.3 定义布局设置 118 CMe 06^U
8.4 创建线性波导 120 ]{!U@b
8.5 设置模拟参数 121 .b_)%jd x
8.6 预览介电常数分量 122 X3(tuqmi
8.7 创建输入面 123 .nTwPrG
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 9X[kEl
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 84$nT>c
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 vp1941P
9.2 定义布局设置 130 r=Gks=NX"
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 v0ujdp,B
9.4 编辑输入平面 132 Y21g{$~Q{
9.5 设置模拟参数 134 % BVs47g
9.6 运行模拟 135 Gw=B:kGk
10 电光调制器 138 ^9m\=5d
10.1 定义电解质材料 139 >1s* at/h
10.2 定义电极材料 140 K'55O&2
10.3 定义轮廓 141 t9nqu!);
10.4 绘制波导 144 A_V]yP
10.5 绘制电极 147 G, 44va
10.6 静电模拟 149 s:?SF.
10.7 电光模拟 151 H-WJp<_
11 折射率(RI)扫描 155 `-.%^eIp
11.1 定义材料和通道 155 !NIhx109q
11.2 定义布局设置 157 S O4u9V
11.3 绘制线性波导 160 Hfv7LM
11.4 插入输入面 160 Yf:IKY
11.5 创建脚本 161 )(A]Ln4
11.6 运行模拟 163 tI]Q%S,
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ,%6P0#-
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 |<HPn4 ,X
12.1 定义材料 165 tG:25T0
12.2 创建参考轮廓 166 u&^b~#T
12.3 定义布局设置 166 oOnop-z7
12.4 用户自定义轮廓 167 r~E=4oB7
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 F7 5#*
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 mGtdO/C#B
13.1 定义材料 173 C\\~E9+
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Nc1"g1JR
13.3 定义晶圆 174 EtJHR
13.4 创建器件 175 v;BV@E0}x
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 LVX[uWEM
13.6 定义电极区域 178 ^tqzq0
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Vl5`U'^qx
13.8 运行模拟 182 <W|3\p6
13.9 创建脚本 184 Z"Zmo>cV4
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 .O74V~T
14.1 理论背景 186 -mAUo;O
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 pyH:#5
14.3 生成脚本数据 190 c*(bO3 b
14.4 导出散射数据 193 nv GF2(;l
14.5 创建臂 194 J cPtwa;q@
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 p s/Ayjk
14.7 加载两个臂的文件 200 VAWF3
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 pN!}UqfI-
14.9 连接元件 202 >5_2_Y$"
14.10 运行模拟 203 bmJ5MF]_fG
14.11 创建图以查看结果 204 ]@dZ{H|
M:XSQ["6>V

zhaorun12345	2024-02-25 02:13
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