《OptiBPM入门教程》

9} eIidwK   前  言 IR5 S-vO   C]A*B   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。 K4,VSy1byI   " &p\pR~   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。 MCz+l0   ,(OA5%A9zK   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。 e%wbUr]c2   dWI/X   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 67H56[   )K8JDP   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。 >+#TsX{   wUh'1D<(r   《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 0t/S_Q   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 &e cf5jFy   %do|>7MO@   }9 qsPn   目 录 SDA +XnmH   1 入门指南 4 7QQ3IepP   1.1 OptiBPM安装及说明 4 Nf<([8v;t   1.2 OptiBPM简介 5 }..}]J;To   1.3 光波导介绍 8 Kqhj=B   1.4 快速入门 8 `9zP{p   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ]2h~Db=   2.1 定义MMI耦合器材料 28 AGLzA+6M   2.2 定义布局设置 29 WVJN6YNd V   2.3 创建一个MMI耦合器 31 z#D@mn5\a   2.4 插入input plane 35 nzhQ\'TC   2.5 运行模拟 39 P1TLH2)   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Gx'mVC"{   3 创建一个单弯曲器件 44 p 1J%=   3.1 定义一个单弯曲器件 44 M?)>, !Z)   3.2 定义布局设置 45 D2>=^WP6+   3.3 创建一个弧形波导 46 Bi?.G7>   3.4 插入入射面 49 [#lPT'l   3.5 选择输出数据文件 53 EBK\.[   3.6 运行模拟 54 Vu~mi%UH   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 rh$%*l   4 创建一个MMI星形耦合器 60 (VC{#^2l   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 \-V   4.2 定义布局设置 61 Pg*ZQE[ME8   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 i`Lt=)@&   4.4 插入输入面 62 jUW{Z@{U   4.5 运行模拟 63 > {fX;l   4.6 预览最大值 65 ApU5,R0   4.7 绘制波导 69 9FcCq*D   4.8 指定输出波导的路径 69 2MtaOG2l&q   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 !. q*bY   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 IF5+&O   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Bk?MF6   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ,((5|MbM/   5.1 定义波导材料 75 }{j[   5.2 定义布局设置 76 y$4,r4cmR|   5.3 创建波导 76 KZ/}Iy>As   5.4 修改输入平面 77 )7c^@I;7   5.5 指定波导的路径 78 Ji%T|KR_   5.6 运行模拟 79 g>VkQos5"   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 XK(<N<Z@|e   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ]9;WM.   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 G>*s+   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 9FJU'$FN   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ;v8,r#4   6.2 定义布局结构 89 }v=q6C#Q>   6.3 绘制并定位波导 91 LR-op?W   6.4 生成布局脚本 95 P(A%z2Ql   6.5 插入和编辑输入面 97 a/>={mbKi   6.6 运行模拟 98 )Cu"M#`   6.7 修改布局脚本 100 iwrdZLE   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 sx*(JM}Be   7 应用预定义扩散过程 104 #_|b;cf   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 2E=E!Zwt_   7.2 定义布局设置 106 ph^qQDA   7.3 设计波导 107 N @]*E   7.4 设置模拟参数 108 rpDH>Hzq   7.5 运行模拟 110 mIl^   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 MEq ()}7P   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Z#"6&kv   7.8 添加一个新的轮廓 111 F4">go   7.9 创建上方的线性波导 112 WmOd1   8 各向异性BPM 115 :R<,J=+$u   8.1 定义材料 116 vP88%I;   8.2 创建轮廓 117 gy9!T(z   8.3 定义布局设置 118 NoDq4>    8.4 创建线性波导 120 f[h=>O   8.5 设置模拟参数 121 ) ,*&rd!   8.6 预览介电常数分量 122 <J ?i+b   8.7 创建输入面 123  LDwu?"P!   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 1*;?uC\   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 F}i rCi47c   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 4.CLTy3W   9.2 定义布局设置 130 =2->1<!x6<   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 B\Rq0N]' M   9.4 编辑输入平面 132 T5W r;a   9.5 设置模拟参数 134 3vVhE, 1N   9.6 运行模拟 135 |wVoJO!O}   10 电光调制器 138 f85j?Jm   10.1 定义电解质材料 139 B3XVhU P   10.2 定义电极材料 140 B^{bXhDp   10.3 定义轮廓 141 uR@\/6!@   10.4 绘制波导 144 r`28fC   10.5 绘制电极 147 4lvo9R   10.6 静电模拟 149 .eq-i>   10.7 电光模拟 151 t(Iy[-   11 折射率(RI)扫描 155 '2:Ily,S@   11.1 定义材料和通道 155 HHa7Kh|-H   11.2 定义布局设置 157 P#rwYPww\   11.3 绘制线性波导 160 !4I?59   11.4 插入输入面 160 M8S4D&vpD4   11.5 创建脚本 161 P%B1dRa   11.6 运行模拟 163 ;?h#',(p   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 |WubIj*\{   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 e`#G q0}8   12.1 定义材料 165 Tff7SEP   12.2 创建参考轮廓 166 EzzzH(!j   12.3 定义布局设置 166 p*NC nD*   12.4 用户自定义轮廓 167 Jg;Hg[   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 "LXLUa 03   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 R0*DfJS:Z   13.1 定义材料 173 {&w%3   13.2 创建钛扩散轮廓 173 J6NQ5S\   13.3 定义晶圆 174 >,hJ5-9   13.4 创建器件 175 ( 9dV%#G\   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 l_^>spF   13.6 定义电极区域 178 nb0<.ICF%R   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 |]r# IpVf   13.8 运行模拟 182 ~]c^v'k   13.9 创建脚本 184 Z2*hQ`eE   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 ,ulNap"R   14.1 理论背景 186 90I)"vfW5   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 A(;J   14.3 生成脚本数据 190 7b@EvW6X}   14.4 导出散射数据 193 |(XV '-~   14.5 创建臂 194 |W*f 6F3   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 >fs-_>1d   14.7 加载两个臂的文件 200 %k$+t   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 >[ 72]<6   14.9 连接元件 202 .7E-   14.10 运行模拟 203 !jYV,:'   14.11 创建图以查看结果 204 hTVN`9h7

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