《OptiBPM入门教程》

5o,82Kti   前  言 p(Sfw>t(   MKbW^:   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。 g {00 i   )XD_Yq@E   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。 U@9n7F   {AZW."?   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。 'b-}KDP   d+_qBp   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。 D~- Ri`k.   BM3nZ<%3   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。 )msqt!Ev   qp7>_B   《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 s)}C&T$Y.   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 +Ta7b)   5@i/4%S   E0GpoG5C   目 录 >]Y`-*vw&   1 入门指南 4 <h(tW   1.1 OptiBPM安装及说明 4 -\>Xtix^-c   1.2 OptiBPM简介 5 */6PkNq   1.3 光波导介绍 8 Yk:\oM   1.4 快速入门 8 t; "o,T   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ibEQ52   2.1 定义MMI耦合器材料 28 _Nw- |N.   2.2 定义布局设置 29 dqcf s/XhP   2.3 创建一个MMI耦合器 31 Fe8xOo6   2.4 插入input plane 35 U)N;=gr\   2.5 运行模拟 39  QH;1*   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 w_6h $"^x   3 创建一个单弯曲器件 44 gwNv;g   3.1 定义一个单弯曲器件 44 iGM-#{5   3.2 定义布局设置 45 dKhDO`.s   3.3 创建一个弧形波导 46 5X'[{'i,   3.4 插入入射面 49 '\P6NszY~   3.5 选择输出数据文件 53 AS~O*(po   3.6 运行模拟 54 FK0nQ{uB"   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 [/6IEt3}B   4 创建一个MMI星形耦合器 60 )~s(7 4`}   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 o^biO!4,   4.2 定义布局设置 61 [T.kwQf4$   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 :(N3s9:vz   4.4 插入输入面 62 &K/5AH"q   4.5 运行模拟 63 )Yy`$`   4.6 预览最大值 65 4 cl}ouG   4.7 绘制波导 69 uveTx   4.8 指定输出波导的路径 69 hVd% jU:   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Quqts(Q)+   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 [g` P(?   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 UzWf_ r   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 `,3;#.[D   5.1 定义波导材料 75 cR*D)'/tl   5.2 定义布局设置 76 fq48>"g*   5.3 创建波导 76 Ivmiz{Oii   5.4 修改输入平面 77 YAYPof~A$l   5.5 指定波导的路径 78 !uLz%~F   5.6 运行模拟 79 |7LhE+E   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 d,tGW   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 <%Zg;]2H`   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 i 3?=up!   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ~oWCTj-   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 |qnAqzK|   6.2 定义布局结构 89 QpxRYv   6.3 绘制并定位波导 91 ?%-VSL>$w=   6.4 生成布局脚本 95 K%h9'}pq>1   6.5 插入和编辑输入面 97 !W4A9Th   6.6 运行模拟 98 n;+CV~   6.7 修改布局脚本 100 33IJbg   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ]/g&y 5RG   7 应用预定义扩散过程 104 -5B>2K F   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 zW.I7Z0^   7.2 定义布局设置 106 . 7*k}@k   7.3 设计波导 107 OCHjQc   7.4 设置模拟参数 108 7~&   7.5 运行模拟 110 9j<qi\SSI   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 cBcfGNTJ~   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 R<(kiD\?]   7.8 添加一个新的轮廓 111 w(Jf;[o   7.9 创建上方的线性波导 112 <5@VFRjc   8 各向异性BPM 115 >2vUFq`H   8.1 定义材料 116 0APh=Alq   8.2 创建轮廓 117 ["O/%6b9+   8.3 定义布局设置 118 J34/rL/s   8.4 创建线性波导 120 q~:H>;:G-   8.5 设置模拟参数 121 x;N@_FZ7KY   8.6 预览介电常数分量 122 ?OjZb'+=K   8.7 创建输入面 123 ({&\~"   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 _L8|ZV./   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 3(o}ulp   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 a%nksuP3   9.2 定义布局设置 130 dlv1liSXL5   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 x)}.@\&%   9.4 编辑输入平面 132 V8KdY=[   9.5 设置模拟参数 134 vD-m FC)   9.6 运行模拟 135 t_xO-fT)   10 电光调制器 138 J^w!?nk   10.1 定义电解质材料 139 xVnk]:c   10.2 定义电极材料 140 VsU*yG a   10.3 定义轮廓 141 dgEH]9j&   10.4 绘制波导 144 tRZA`&   10.5 绘制电极 147 q9 SV<qg   10.6 静电模拟 149 ?zpN09e   10.7 电光模拟 151 e0Jz|?d=   11 折射率(RI)扫描 155 D[H #W[   11.1 定义材料和通道 155 F`Ld WA   11.2 定义布局设置 157 Hd_W5R   11.3 绘制线性波导 160 dy' J~Eo7   11.4 插入输入面 160 ` W}Bc   11.5 创建脚本 161 eAl;:0=%L   11.6 运行模拟 163 5 (cgHr"   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 wZnv*t_   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 BcaX:C?f   12.1 定义材料 165 X,mqQ7+   12.2 创建参考轮廓 166 +1pY^#A   12.3 定义布局设置 166 MszX9wl   12.4 用户自定义轮廓 167 A(@VjX l   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 V48o+O   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 wa%;'M&   13.1 定义材料 173 TbQ5   13.2 创建钛扩散轮廓 173 @,Kl"i;   13.3 定义晶圆 174 U9t-(`[j?   13.4 创建器件 175 <|>7?#s2=   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 YIn H8Ex   13.6 定义电极区域 178 MO%kUq|pg   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 WlHK   13.8 运行模拟 182 ZW@%>_JR]   13.9 创建脚本 184 J ?^ R1   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Ftw;T|   14.1 理论背景 186 M" vd/FV   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 )WH;G: $&"   14.3 生成脚本数据 190 s ;2ih)[   14.4 导出散射数据 193 Vk:] aveW   14.5 创建臂 194 =-%10lOI   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 yOswqhz   14.7 加载两个臂的文件 200 EPiZe-   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 srQ]TYH ,   14.9 连接元件 202 g>pvcf(   14.10 运行模拟 203 b <z)4   14.11 创建图以查看结果 204 ?aWMU?S

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