《OptiBPM入门教程》

tY=TY{RY   前  言 l$9,   mh]$g<*m   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。 .x8$PXjPG   )&<ExJQ&   OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 eR`<9KBH   @E;pT3; )   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 e6'O,\   r ngw6?`n-   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 sdD[`#   ,+9r/}K]/   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 RY<b]|   D.`\ ^a   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 e8bJ]   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 3>Snd9Q   >6+K"J-@   -5.%{Go$[   目 录 2N 4>   1 入门指南 4 ,&G M\FTeb   1.1 OptiBPM安装及说明 4 W F<V2o{k   1.2 OptiBPM简介 5 %'z3es0   1.3 光波导介绍 8 yFsXI0I[p   1.4 快速入门 8 Jo<6M'   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ;$< ek(i7   2.1 定义MMI耦合器材料 28 UV.9KcN.   2.2 定义布局设置 29 K67? d   2.3 创建一个MMI耦合器 31 MNC!3d(D\R   2.4 插入input plane 35 koZp~W-   2.5 运行模拟 39 ^i\1c-/   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 DA~ELje^j   3 创建一个单弯曲器件 44 I_7EfAqg(   3.1 定义一个单弯曲器件 44 wP"|$HN   3.2 定义布局设置 45 >oDP(]YGg   3.3 创建一个弧形波导 46 A!yLwkc:5   3.4 插入入射面 49 lJ#>Y5Qg   3.5 选择输出数据文件 53 8$Yf#;m[   3.6 运行模拟 54 'O9=*L)X   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 /|AuI qW   4 创建一个MMI星形耦合器 60 >~~\==".   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 B$EP'5@b   4.2 定义布局设置 61 |0p'p$%   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 k5(yf~!c   4.4 插入输入面 62 ':4pH#E   4.5 运行模拟 63 *'-^R9dN.S   4.6 预览最大值 65 i{qURP}.   4.7 绘制波导 69 G[j79o   4.8 指定输出波导的路径 69 c\MDOD%9   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 D7/Bp4I#o   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 |>GIPfVT   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 IxBO$2   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 8f5^@K\c   5.1 定义波导材料 75 DjvgKy=Jr_   5.2 定义布局设置 76 I=a$1%BzEX   5.3 创建波导 76 8Oh3iO   5.4 修改输入平面 77 1s[-2^D+EM   5.5 指定波导的路径 78 yVzg<%CR^   5.6 运行模拟 79 `wd*&vl   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ~W{h-z%q   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 vyGLn   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ZH_4'm!^g|   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 cLC7U?-   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 =A6O}0z   6.2 定义布局结构 89 5N<v'6&=   6.3 绘制并定位波导 91 olh3 R.M<   6.4 生成布局脚本 95 1Z8oN3   6.5 插入和编辑输入面 97 S'p`ECfVMA   6.6 运行模拟 98 D NBpIC5&6   6.7 修改布局脚本 100 I]1Hi?A2   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Gi4dgMVei   7 应用预定义扩散过程 104 ,8nZzVo   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Fxx2vTV4ag   7.2 定义布局设置 106 o;_bs~}y   7.3 设计波导 107 <OSvRWP)   7.4 设置模拟参数 108 w{x(YVSH   7.5 运行模拟 110 Y_hRL&u3W   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 AiHf?"EVT   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 bKZ#>%|:o   7.8 添加一个新的轮廓 111 BM~niW;k   7.9 创建上方的线性波导 112 3eP0v   8 各向异性BPM 115 Kg-X]yu*0   8.1 定义材料 116 L b;vrh;A   8.2 创建轮廓 117 _rdj,F8   8.3 定义布局设置 118 }(EOQ2TI   8.4 创建线性波导 120 dU^<7 K:S   8.5 设置模拟参数 121 g_c)Ts(   8.6 预览介电常数分量 122 Jd"s~n<>K   8.7 创建输入面 123 q'@Ei4   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 JMlhBh   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Er1u1@   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 !H=k7s   9.2 定义布局设置 130 >1I2R/'   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 HKN"$(Q   9.4 编辑输入平面 132 e`M]ZGrr   9.5 设置模拟参数 134 CVG>[~}(9'   9.6 运行模拟 135 E?4@C"Na   10 电光调制器 138 13_~)V   10.1 定义电解质材料 139 k&iScMgCTH   10.2 定义电极材料 140 - zw{<+;   10.3 定义轮廓 141 pQ(eF0KG   10.4 绘制波导 144 7P^ {*!   10.5 绘制电极 147 (,c?}TP   10.6 静电模拟 149 ;s.5\YZ"k   10.7 电光模拟 151 "u8o?8+q~   11 折射率(RI)扫描 155 ww t()   11.1 定义材料和通道 155 2*wO5v   11.2 定义布局设置 157 pQ^,.[[   11.3 绘制线性波导 160 TKu68/\)   11.4 插入输入面 160 & W<>^C2v   11.5 创建脚本 161 j*~dFGl)   11.6 运行模拟 163 / uXRZ   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 3_*Xk. .d   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 &Yf#O*   12.1 定义材料 165 \i;&@Kp.N   12.2 创建参考轮廓 166 &}6ES{Nr8   12.3 定义布局设置 166 VFmg"^k5   12.4 用户自定义轮廓 167 I<(.i!-x   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 hN:F8r+DG   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 KD"&_PX   13.1 定义材料 173 ={E!8"   13.2 创建钛扩散轮廓 173 [q+e]kD   13.3 定义晶圆 174 y(3c{y@~X   13.4 创建器件 175 Xtu`5p_Qv   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Lr?4Y   13.6 定义电极区域 178 ncJFB,4   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 J6( RlHS;   13.8 运行模拟 182 L+~YCat|$U   13.9 创建脚本 184 %6IlE.*,   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Cs[7% j   14.1 理论背景 186 -M i}yi   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 q]i(CaKh   14.3 生成脚本数据 190 <V:<x   14.4 导出散射数据 193 sE%<"h\_0   14.5 创建臂 194 V)1:LLRW   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ,8=`*   14.7 加载两个臂的文件 200 <f.>jjwFE   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 2 ^ ,H_PS   14.9 连接元件 202 Y( $Ji12   14.10 运行模拟 203 |j~EV~AJ   14.11 创建图以查看结果 204 1ntkM?

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