《OptiBPM入门教程》

qK}4r5U   前  言 `I*W}5   bvdAOvxChW   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。 ?kBi9^ )N4   .xJW=G{/   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。 cQkH4>C~   #$q~ZKB   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 Gvg)@VNr   ,\*PpcU   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 m$nT#@l5bH   OO)m{5r,{   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。 xWkCP2$?P   :4 9ttJl   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 (`S32,=TS   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 [I/f(GK   aju!Aq54G   Z^t"!oY   目 录 6ww4ZH?j   1 入门指南 4 kMD:~V   1.1 OptiBPM安装及说明 4 3GMRH;/w   1.2 OptiBPM简介 5 1rs`|iX5   1.3 光波导介绍 8 8yr_A[S8.   1.4 快速入门 8 9+' QH   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 d=<"sHO   2.1 定义MMI耦合器材料 28 W)WL1@!Z   2.2 定义布局设置 29 "[f"h   2.3 创建一个MMI耦合器 31 32DT]{-N!   2.4 插入input plane 35 QcZ*dI7]:   2.5 运行模拟 39 1J8okBhZ   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ?.E ixGzI^   3 创建一个单弯曲器件 44  ByP   3.1 定义一个单弯曲器件 44 K9JW&5Q   3.2 定义布局设置 45 r{DR$jD   3.3 创建一个弧形波导 46 `[T|Ck5   3.4 插入入射面 49 V6)e Jy   3.5 选择输出数据文件 53 kpc3l[.A   3.6 运行模拟 54 }e}J6[wP   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 z#qlu=   4 创建一个MMI星形耦合器 60 hh\\api   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 H>8B$fi)$   4.2 定义布局设置 61 =,Yi" E   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 IyTL|W6   4.4 插入输入面 62 wps`2`z   4.5 运行模拟 63 h-0sDt pR   4.6 预览最大值 65 q}-q[p? 5   4.7 绘制波导 69 SM>V o+   4.8 指定输出波导的路径 69 jJ^p ?   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 nAc02lJh|   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 /mMRV:pd   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~udi=J|   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 A?l.(qGC_   5.1 定义波导材料 75 p(EV-^   5.2 定义布局设置 76 D ff0$06Nq   5.3 创建波导 76 SKTf=rY   5.4 修改输入平面 77 ;{Cr+lqTJ   5.5 指定波导的路径 78 bZ!*s   5.6 运行模拟 79 >Mml+4<5   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 oqzx}?0   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 H,r>@Y   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Rv9oK-S   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 #{973~uj   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 qTM,'7Rwn   6.2 定义布局结构 89 !Pnvqgp/   6.3 绘制并定位波导 91 c_#\'yeW   6.4 生成布局脚本 95 fmH"&>Loc   6.5 插入和编辑输入面 97 BR1oE3in   6.6 运行模拟 98 Q+e|;Mj   6.7 修改布局脚本 100 ImJ2tz6   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 I[|5 DQ   7 应用预定义扩散过程 104 x1['+!01   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 e1'<;;; L   7.2 定义布局设置 106 `<I+(8]Uz   7.3 设计波导 107 B+:'Ld](   7.4 设置模拟参数 108 x5q5<-#   7.5 运行模拟 110 EsA)o 5   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Kyy CS>   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 _yje"   7.8 添加一个新的轮廓 111 }S{#DgZ@X   7.9 创建上方的线性波导 112 <0,c{e   8 各向异性BPM 115 <^j,jX   8.1 定义材料 116 ${"+bWG2G!   8.2 创建轮廓 117 [}snKogp   8.3 定义布局设置 118 yp%7zrU   8.4 创建线性波导 120 n(-1vN   8.5 设置模拟参数 121 C(i1Vx<-   8.6 预览介电常数分量 122 ur\v[k=   8.7 创建输入面 123 LfD70r\   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Gv,_;?7lD   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 C[h"w'A2   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 gC-3ghmgS   9.2 定义布局设置 130 `Q d_Gu,M   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Gi})*U]P|   9.4 编辑输入平面 132 mSSDV0Pfn   9.5 设置模拟参数 134 <dxc"A   9.6 运行模拟 135 %<@."uWF*   10 电光调制器 138 c]]OV7;)>   10.1 定义电解质材料 139 hS)X`M   10.2 定义电极材料 140 "F/%{0d   10.3 定义轮廓 141 6C6<,c   10.4 绘制波导 144 > %5<fK2   10.5 绘制电极 147 mfHZGk[[   10.6 静电模拟 149 <Wgp$qt;   10.7 电光模拟 151 \W5fcxf   11 折射率(RI)扫描 155 5[Sa7Mk   11.1 定义材料和通道 155  !Yx9=>R   11.2 定义布局设置 157 AS[yNCsjC   11.3 绘制线性波导 160 -LAYj:4   11.4 插入输入面 160 m,i @   11.5 创建脚本 161 qx3@]9   11.6 运行模拟 163 Y<lJj"G   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Zo}O,;(F5   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 EHByo[   12.1 定义材料 165 s!*m^zx   12.2 创建参考轮廓 166 ay}}v7)GM   12.3 定义布局设置 166 E/MD]ox   12.4 用户自定义轮廓 167 ?kfLOJQ:I   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Gh3b*O_,   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 j2 A Z.s   13.1 定义材料 173 ttlFb]zZh   13.2 创建钛扩散轮廓 173 +C4UM9   13.3 定义晶圆 174 J[6`$$l0   13.4 创建器件 175 NRU&GCVwu   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 [=dK%7v   13.6 定义电极区域 178 9r,)Bw!RP   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 1n+C' P"   13.8 运行模拟 182 ~gz_4gzb   13.9 创建脚本 184 7`113`1   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 rr/0pa$   14.1 理论背景 186 I<p- o/TP   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 5U[m]W=B   14.3 生成脚本数据 190 F @</E v   14.4 导出散射数据 193 !zc?o?~z   14.5 创建臂 194 WCc7 MK   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ~\;s}Fv.   14.7 加载两个臂的文件 200 9?8Yf(MC%u   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 {9>LF   14.9 连接元件 202 R(jp   14.10 运行模拟 203 |Tn+Aq7   14.11 创建图以查看结果 204 !Zf< j

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