《OptiBPM入门教程》

{r#uD5NJ/   前  言 kR8,E6Up   UsdMCJ&G   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。 *bzqH2h8   8zho\ '   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。 _Ec"[xW   nZEew.T:6   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。 @qB>qD~WsD   D"IxQ2}k   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。 3XDuo|(   I |" '   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。 6A ptq   Rt@O@oDI   《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 WwxV}?Cf+   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 6!([Hu#= *   CXTtN9N9   $h5QLN    目 录 =o'g5Be<F   1 入门指南 4 $Xqc'4YOZ   1.1 OptiBPM安装及说明 4 h\+8eeIl   1.2 OptiBPM简介 5 lcVG<*gf-   1.3 光波导介绍 8 ;s+3#Py   1.4 快速入门 8 Af}o/g   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .fS{j$   2.1 定义MMI耦合器材料 28 PO,zP9   2.2 定义布局设置 29 v<mSd2B*   2.3 创建一个MMI耦合器 31 59~mr:*sF   2.4 插入input plane 35 [I 7=]X   2.5 运行模拟 39 . "7-f]!   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Oc5f8uv   3 创建一个单弯曲器件 44 d ]jF0Wx*   3.1 定义一个单弯曲器件 44 (i1p6   3.2 定义布局设置 45 uavyms^   3.3 创建一个弧形波导 46 bgkBgugZhX   3.4 插入入射面 49 ~g;)8X;;+   3.5 选择输出数据文件 53 #c~-8=   3.6 运行模拟 54 ;J:*r0   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 x{/-&`F   4 创建一个MMI星形耦合器 60 ]@}o"Td   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 q#\B}'I{   4.2 定义布局设置 61 vI:_bkii   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Y' 5X4Ks|   4.4 插入输入面 62  RMdU1 @   4.5 运行模拟 63 &-m}w:j=   4.6 预览最大值 65 T&}KUX~Q/   4.7 绘制波导 69 XV,ce~ro[   4.8 指定输出波导的路径 69 q d:"LS   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 )19#g1rn5   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 U8@P/Z9   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 !_W']Crb]]   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 QSwT1P'U   5.1 定义波导材料 75 AoK;6je`K^   5.2 定义布局设置 76 !sYZ1;WAO   5.3 创建波导 76 </R@)_'   5.4 修改输入平面 77 *:`fgaIDa   5.5 指定波导的路径 78 L@f&71   5.6 运行模拟 79 yV31OBC:   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 E )2/Vn2   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 {\|XuCF#   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 '2rSX[$tf   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 'pF$6n;   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ;alt%:$n   6.2 定义布局结构 89 3}C-Hg+gt   6.3 绘制并定位波导 91 /+WC6&   6.4 生成布局脚本 95 {wO.nOB   6.5 插入和编辑输入面 97 q;_?e_   6.6 运行模拟 98 ^N`KT    6.7 修改布局脚本 100 ce719n$    6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 g4;|uK;   7 应用预定义扩散过程 104 J?tnS6V   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 [jEA|rd~}   7.2 定义布局设置 106 >t.PU.OM   7.3 设计波导 107 fd62m]X   7.4 设置模拟参数 108 o,xy'   7.5 运行模拟 110 _ozg=n2(   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ]/AU_&   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 9Vt6);cA-]   7.8 添加一个新的轮廓 111 ;Rm';IW$   7.9 创建上方的线性波导 112 `M-   8 各向异性BPM 115 A5[kYD,_   8.1 定义材料 116 K9K.mGYc   8.2 创建轮廓 117 i.7$~}   8.3 定义布局设置 118 L:Faq1MG   8.4 创建线性波导 120 $}EARW9   8.5 设置模拟参数 121 "cbJ{ G1pk   8.6 预览介电常数分量 122 !"aGo1$$   8.7 创建输入面 123 YfNN&G4_   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 _T=";NSa   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 9_Z_5w;h   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 C[;7i!Dv   9.2 定义布局设置 130 .'2"83f   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 M 3dUGM   9.4 编辑输入平面 132 i?)bF!J   9.5 设置模拟参数 134 v Y[u;VU   9.6 运行模拟 135 5r;)Ppo   10 电光调制器 138 ^{NN-   10.1 定义电解质材料 139 ?Qts2kae#   10.2 定义电极材料 140 (X (:h\^   10.3 定义轮廓 141 A}3E)Qo=G   10.4 绘制波导 144 }R:oWR   10.5 绘制电极 147 x/0x&la   10.6 静电模拟 149 49Y:}<Yd    10.7 电光模拟 151 TaKCN   11 折射率(RI)扫描 155 w2U]RI\?2   11.1 定义材料和通道 155 a(h@4 x   11.2 定义布局设置 157 DYew6B-   11.3 绘制线性波导 160 ,3)JZM   11.4 插入输入面 160 jASK!3pY   11.5 创建脚本 161 H/*i-%]v+(   11.6 运行模拟 163 P#;pQC   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 'OMl9}M   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 7mb5z/N   12.1 定义材料 165 sr~VvciIy   12.2 创建参考轮廓 166 D^{jXNDNO   12.3 定义布局设置 166 h[C XH"   12.4 用户自定义轮廓 167 !=+;9Ry$z   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ](IOn:MuDE   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 *6v5JH&K   13.1 定义材料 173 F-$NoEL   13.2 创建钛扩散轮廓 173 b}N\h<\G   13.3 定义晶圆 174 E>"SC\#7   13.4 创建器件 175 TJ,?C$3   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 wOH 3[SKo   13.6 定义电极区域 178 TdoH((nY   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 E,4*a5Fi   13.8 运行模拟 182 ZV07;`I   13.9 创建脚本 184 /4+*!X   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 m^^#3*qa   14.1 理论背景 186 q"LT8nD\   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ,yi@?lc   14.3 生成脚本数据 190 !Z;Nv   14.4 导出散射数据 193 ;[|+tO_   14.5 创建臂 194 |J^I8gx+   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 J/[PA[Rf   14.7 加载两个臂的文件 200 BJsN~`=r   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 r&XxF>   14.9 连接元件 202 D P:}<   14.10 运行模拟 203 X,K`]hb*0_   14.11 创建图以查看结果 204 ;uuBX0B

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