《OptiBPM入门教程》

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前言 ~};]k}
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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。 *q}FV2
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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。 0u>yT?jP
^u3*hl}YKy
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。 J0Jr BXCh
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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。 xUQdVrFU
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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。 )sRN!~
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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 7,f:Qi@g

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 Wux0RF&

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目录 s%5Uj}
1 入门指南 4 ZTr:xX{R6
1.1 OptiBPM安装及说明 4 hK Fk$A
1.2 OptiBPM简介 5 NWw<B3aL
1.3 光波导介绍 8 0,:iE\
1.4 快速入门 8 :2_0L
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Ob7zu"zr
2.1 定义MMI耦合器材料 28 _cR6ik zW(
2.2 定义布局设置 29 #,t2*tM
2.3 创建一个MMI耦合器 31 zMbfV%b
2.4 插入input plane 35 I+*osk
2.5 运行模拟 39 n'q aR<bY
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ?){0-A4
3 创建一个单弯曲器件 44 (qJIu
3.1 定义一个单弯曲器件 44 rFf:A-#l
3.2 定义布局设置 45 u.$Ym
3.3 创建一个弧形波导 46 cZ6?P`X
3.4 插入入射面 49 K/!/M%GB6
3.5 选择输出数据文件 53 G}182"#4
3.6 运行模拟 54 $[)6H7!U)
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ~u};XhZ
4 创建一个MMI星形耦合器 60 B.V?s,U
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 joxS+P5#
4.2 定义布局设置 61 su,`q
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Y,3z-Pa=@
4.4 插入输入面 62 cR,'o'V/
4.5 运行模拟 63 c]GQU
4.6 预览最大值 65 {k kAqJ
4.7 绘制波导 69 r5D jCV"
4.8 指定输出波导的路径 69 O5g}2
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 J>><o:~@
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 wYZye^7
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 2O?Vr" A
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 /7c2OI=\
5.1 定义波导材料 75 >_rzT9gX&
5.2 定义布局设置 76 sGXp}{E9
5.3 创建波导 76 fn4=
5.4 修改输入平面 77 -0{T
5.5 指定波导的路径 78 P]|J?$1K
5.6 运行模拟 79 x*NqA(r
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 t8L<x
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 K4iI:
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 <ED8"~_
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ~sZqa+jB0
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 );0<Odw%.
6.2 定义布局结构 89 GwTT+
6.3 绘制并定位波导 91 s]$HkSH
6.4 生成布局脚本 95 suA+8}o]
6.5 插入和编辑输入面 97 s@[C&v
6.6 运行模拟 98 m\<<oIlH
6.7 修改布局脚本 100 *rS9eej
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 qFV;n6&V
7 应用预定义扩散过程 104 SNQz8(O
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 <9Lv4`]GU5
7.2 定义布局设置 106 t#fs:A7P?}
7.3 设计波导 107 ;b, -$A
7.4 设置模拟参数 108 hubfK~
7.5 运行模拟 110 %4bO_vb<9
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 L!CX&
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 L~@ma(TV{K
7.8 添加一个新的轮廓 111 yd7lcb [
7.9 创建上方的线性波导 112 aK8bKlZe
8 各向异性BPM 115 jlYD~)
8.1 定义材料 116 Gg 7WmL
8.2 创建轮廓 117 Fpy6"Z?z
8.3 定义布局设置 118 \[Sm2/9v
8.4 创建线性波导 120 FQ;4'B^k]
8.5 设置模拟参数 121 ;cM8EU^.
8.6 预览介电常数分量 122 i_j9/k
8.7 创建输入面 123 F Q8RK~?`
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 7Vz[ji
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 08TaFzP81
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Z7tU0
9.2 定义布局设置 130 3MNhH
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 >yV)d/
9.4 编辑输入平面 132 W&fW5af9
9.5 设置模拟参数 134 Ss"|1]acP
9.6 运行模拟 135 [@,OG-"&
10 电光调制器 138 FRl3\ZDqrb
10.1 定义电解质材料 139 ^CowJ(y(
10.2 定义电极材料 140 GM)\)\kNF
10.3 定义轮廓 141 6F|Hg2tpz
10.4 绘制波导 144 P<j4\zJ
10.5 绘制电极 147 {]t\`fjrg
10.6 静电模拟 149 c8bca`
10.7 电光模拟 151 XM$5S+e
11 折射率(RI)扫描 155 ltCwns
11.1 定义材料和通道 155 .ujs`9d_-
11.2 定义布局设置 157 <7_ |Q
11.3 绘制线性波导 160 %JP&ox|^&
11.4 插入输入面 160 47)+'`
11.5 创建脚本 161 t,--V|7-
11.6 运行模拟 163 N<#S3B?.
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 )64LKb$
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 R9b/?*%=9
12.1 定义材料 165 }<( "0jC
12.2 创建参考轮廓 166 l _kg3e4
12.3 定义布局设置 166 otmIu`h
12.4 用户自定义轮廓 167 y1,?ZWTayr
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 E5,%J
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 LVR;&Z>j
13.1 定义材料 173 LG/=+[\{E
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ]Ks]B2Osz
13.3 定义晶圆 174 dXA{+<!!
13.4 创建器件 175 `l[6rf_.
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 kcq9p2zKv
13.6 定义电极区域 178 aH5t.x79b
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 hYP6z^
13.8 运行模拟 182 >cwJl@wx-
13.9 创建脚本 184 v7{ P].M
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 D-TNFYYy2
14.1 理论背景 186 Pi&fwGL
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ;#5-.z
14.3 生成脚本数据 190 B#qL$M,|
14.4 导出散射数据 193 "k\Ff50
14.5 创建臂 194 ?MV[=LPL
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 I,],?DQX2)
14.7 加载两个臂的文件 200 Gx(KN57D
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 :,h=2a_ 8
14.9 连接元件 202 XhlI|h-j
14.10 运行模拟 203 ZXssvjWQV}
14.11 创建图以查看结果 204 +BtLyQ
OEy:#9<'

zhaorun12345	2024-02-25 02:13
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