《OptiBPM入门教程》

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前言 "pYe-_"@
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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。 6!@0VI&P
e,^pMg~
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。 /;+oz
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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。 ubD#I{~J
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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。 sbzeY1
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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。 X@cSP7b
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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 [;<<4k(nL

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 Q^nG0<q+

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目录 .6LS+[
1 入门指南 4 hUBF/4s\
1.1 OptiBPM安装及说明 4 _<XgC\4O|
1.2 OptiBPM简介 5 "8FSA`>=
1.3 光波导介绍 8 |l$ u<3
1.4 快速入门 8 v C^>p5F
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 M'YJ"
2.1 定义MMI耦合器材料 28 n7@j}Q(&?
2.2 定义布局设置 29 j+nv=p
2.3 创建一个MMI耦合器 31 {QMN=O&n
2.4 插入input plane 35 -gB{:UYi3
2.5 运行模拟 39 f0OgK<.>T
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ,|A{!j`
3 创建一个单弯曲器件 44 D]jkR} t
3.1 定义一个单弯曲器件 44 # 9V'';:
3.2 定义布局设置 45 8'+7i8e
3.3 创建一个弧形波导 46 <M=';h^w2
3.4 插入入射面 49 *]>])ms)
3.5 选择输出数据文件 53 NfOp=X?Y
3.6 运行模拟 54 )]3L/
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 &"xQ~05
4 创建一个MMI星形耦合器 60 >C:If0S4X
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ]uAS+shQ&
4.2 定义布局设置 61 } +1'{B"I
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 =88t*dH(,"
4.4 插入输入面 62 .izf#r:<
4.5 运行模拟 63 %TDXF_.[
4.6 预览最大值 65 X'jr|s^s
4.7 绘制波导 69 *l:&f_ngV
4.8 指定输出波导的路径 69 Fk aXA.JE
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 UP?D@ogl<
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 RNvQ
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 q P'[&h5Y
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ] ;&"1A
5.1 定义波导材料 75 sSz%V[XWL
5.2 定义布局设置 76 =D}4X1l
5.3 创建波导 76 ",T`\8&@e
5.4 修改输入平面 77 {!MVc<G.
5.5 指定波导的路径 78 Vli3>K&
5.6 运行模拟 79 YroNpu]s
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 jx'2N~$
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 m!0N"AjA
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 K0v.3
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 <$Ztik1
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 IKo;9|2U
6.2 定义布局结构 89 1g~y]iQ
6.3 绘制并定位波导 91 z|Ap\[GS
6.4 生成布局脚本 95 R2CQXhiJ
6.5 插入和编辑输入面 97 95[wM6?J
6.6 运行模拟 98 VjY<\WqbS
6.7 修改布局脚本 100 ljuNs@q
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 k8 u%$G
7 应用预定义扩散过程 104 UP]1(S?
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 e$32
7.2 定义布局设置 106 ~o i)Lf1
7.3 设计波导 107 LJj=]_
7.4 设置模拟参数 108 +v!v[qn
7.5 运行模拟 110 jFG5)t<D
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 0d";Hh:
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 R5gado
7.8 添加一个新的轮廓 111 u0g*O]Y
7.9 创建上方的线性波导 112 6{8/P'@/Zz
8 各向异性BPM 115 "9ue76
8.1 定义材料 116 [g`,AmR\!
8.2 创建轮廓 117 %E aE,
8.3 定义布局设置 118 MUB37
8.4 创建线性波导 120 7OE[RX8!f
8.5 设置模拟参数 121 guE2THnz3D
8.6 预览介电常数分量 122 {\L|s5=yr
8.7 创建输入面 123 nPOO3!<{
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 P:^=m*d
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 /p 5=i
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 VKNp,Lf
9.2 定义布局设置 130 Z}+yI,
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 [Y$V\h=V
9.4 编辑输入平面 132 1AT'S;`
9.5 设置模拟参数 134 -;U3w.-
9.6 运行模拟 135 [IMQIX
10 电光调制器 138 R^6Zafp
10.1 定义电解质材料 139 ~z`/9;
10.2 定义电极材料 140 Y&g&n o_
10.3 定义轮廓 141 [%?y( q
10.4 绘制波导 144 }PZ=`w*O
10.5 绘制电极 147 'W(xgOP1
10.6 静电模拟 149 ABZ06S/
10.7 电光模拟 151 Hd374U<8]T
11 折射率(RI)扫描 155 [;FofuZ
11.1 定义材料和通道 155 3nrqo<X
11.2 定义布局设置 157 FT(iX`YQ
11.3 绘制线性波导 160 q#'VJA:A5&
11.4 插入输入面 160 3q?5OL^$
11.5 创建脚本 161 vhpvO>Q
11.6 运行模拟 163 8YKQItK
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ;'^, ,{
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 N Bz%(?\
12.1 定义材料 165 LABNj{=D!
12.2 创建参考轮廓 166 gz4UV/qr/
12.3 定义布局设置 166 {*$9,
12.4 用户自定义轮廓 167 s:b"\7
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 C_Gzv'C"L
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 W&KM/9d
13.1 定义材料 173 Yf=FeH7"
13.2 创建钛扩散轮廓 173 vI|As+`$d
13.3 定义晶圆 174 I7zn>^0}
13.4 创建器件 175 si?HkJv5
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Onw24&
13.6 定义电极区域 178 ]Uh1l.O
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 f'_M0x
13.8 运行模拟 182 >)3VbO
13.9 创建脚本 184 + Kk@Q
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 H;y}-=J+
14.1 理论背景 186 Ia7D F'
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 RHI&j~
14.3 生成脚本数据 190 `)tA YH
14.4 导出散射数据 193 }dKLMNqPA
14.5 创建臂 194 O,irpQ
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 F. T@)7
14.7 加载两个臂的文件 200 agT7=hX].
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 j|(:I:]
14.9 连接元件 202 ?bI?GvSh
14.10 运行模拟 203 'HB~Dbq`V
14.11 创建图以查看结果 204 &O*ENpF
g_M^E-3

zhaorun12345	2024-02-25 02:13
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