《OptiBPM入门教程》

;:S&F   前  言 -!RtH |P   {s?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。 vq*Q.0 M+   9Ywpej*+   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。 dCYCHHHF   % Kh4m7   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。 %U7.7dSOI;   B@Co'DV[/]   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。 &hHW3Q(1   {3a&1'a0g   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。 ~8 H_u   h<<> 3A   《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 t9gfU5?   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 [$(%dV6O   Z#d&|5Xj   gie N9S   目 录 i=a-<A5x   1 入门指南 4 N(6|yZ<J3M   1.1 OptiBPM安装及说明 4 |LG4=j.l   1.2 OptiBPM简介 5 !{et8F@d|   1.3 光波导介绍 8 Xm2\0=v5;   1.4 快速入门 8 (;x3} ]   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 IH48|sa   2.1 定义MMI耦合器材料 28 in <(g@Zg   2.2 定义布局设置 29 "eWk#/   2.3 创建一个MMI耦合器 31 a?} .Fs   2.4 插入input plane 35 }UJv[   2.5 运行模拟 39 p?[Tm*r   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 B0$:b!   3 创建一个单弯曲器件 44 ^VW PdH/Fe   3.1 定义一个单弯曲器件 44 rVvR!"//yH   3.2 定义布局设置 45 hDP/JN8y   3.3 创建一个弧形波导 46 f|A riM   3.4 插入入射面 49 _8f r6tO+   3.5 选择输出数据文件 53 UsGa   3.6 运行模拟 54 *,C(\!b !?   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 C`=p+2I]   4 创建一个MMI星形耦合器 60 7*Qk`*Ii   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Ng><n}   4.2 定义布局设置 61 .M,RFC   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 kh~'Cn "O   4.4 插入输入面 62 84HUBud76Y   4.5 运行模拟 63 0tISXu-   4.6 预览最大值 65 7g=2Z[o   4.7 绘制波导 69 iUMY!eqp   4.8 指定输出波导的路径 69 2Y}?P+:%>   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ~AYN   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 nMDxH$O   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 1XG!$4DW   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 ]A FI\$qB\   5.1 定义波导材料 75 U~{du;\   5.2 定义布局设置 76 { pu85'DV   5.3 创建波导 76 n%h^o   5.4 修改输入平面 77 WPZ?*Sx   5.5 指定波导的路径 78 5vo.[^ty   5.6 运行模拟 79 rG?> ltxB   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 A,su;Qh   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 -?]W*f   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 d@w~[b   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 {NpM.;   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ['z[   6.2 定义布局结构 89 ,Vd\m"K{   6.3 绘制并定位波导 91 I8oo~2Qw   6.4 生成布局脚本 95 w6`9fX6{h   6.5 插入和编辑输入面 97 ob+euCuJ   6.6 运行模拟 98 xw{-9k-~   6.7 修改布局脚本 100 #T`t79*N   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 d]9U^iy   7 应用预定义扩散过程 104 %h1N3\y9i(   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 FZreP.2)!   7.2 定义布局设置 106 [dtbkQt,c   7.3 设计波导 107 \xg]oKbn   7.4 设置模拟参数 108 ' |-JWH   7.5 运行模拟 110 R.7:3h   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 7+./zN   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 /iG*)6*^k   7.8 添加一个新的轮廓 111 B?VhIP e   7.9 创建上方的线性波导 112 sNun+xsf^   8 各向异性BPM 115 XdH\OJ   8.1 定义材料 116 NM)k/?fA   8.2 创建轮廓 117 +cb6??H   8.3 定义布局设置 118 tx?dIy;   8.4 创建线性波导 120 No2b"G@   8.5 设置模拟参数 121 B^).BQ   8.6 预览介电常数分量 122 MX@IHc   8.7 创建输入面 123 G0E121`h   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 5SCKP<rb   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 lKk/p^:   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ?` SUQm   9.2 定义布局设置 130 lRh9j l   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 gGfoO[B   9.4 编辑输入平面 132 hsu{eyp   9.5 设置模拟参数 134 oyo(1>   9.6 运行模拟 135 J>d.dq>r   10 电光调制器 138 .`?@%{   10.1 定义电解质材料 139 vn/.}GkpU   10.2 定义电极材料 140 )O:0]=#))   10.3 定义轮廓 141 fNGZo   10.4 绘制波导 144 _X?^Cy   10.5 绘制电极 147 G:g69=x y   10.6 静电模拟 149 g+X}c/".   10.7 电光模拟 151 K98i[,rP   11 折射率(RI)扫描 155 gv5*!eI   11.1 定义材料和通道 155 "Ks,kSEzu   11.2 定义布局设置 157 Sna4wkbS   11.3 绘制线性波导 160 h=-"SW   11.4 插入输入面 160 3_A *$   11.5 创建脚本 161 ! VjFW5'{   11.6 运行模拟 163 ]l8^KX'   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ,AT[@   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 b86}% FM   12.1 定义材料 165 +>JjvYx}\   12.2 创建参考轮廓 166 ](|\whI   12.3 定义布局设置 166 nB . G   12.4 用户自定义轮廓 167 V')0 Mr   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 R:B^   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 o.I6ulY8   13.1 定义材料 173 \6\<~UX^   13.2 创建钛扩散轮廓 173 ,0LU~AGe    13.3 定义晶圆 174 B#9{-t3Vf   13.4 创建器件 175 dO%W+K   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 7g3>jh   13.6 定义电极区域 178 j&k6O1_   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 !>:?rSg*   13.8 运行模拟 182 23gPbtq/   13.9 创建脚本 184 F:aILx   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 *?MGMhE   14.1 理论背景 186 NIw\}[-Z0E   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 |fo0   14.3 生成脚本数据 190 itMg|%B%   14.4 导出散射数据 193 H= X|h)   14.5 创建臂 194 OrK&RC   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ^Ox3XC   14.7 加载两个臂的文件 200 u(G*\<z-   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 9?k_y ZV   14.9 连接元件 202 q:g2Zc'Y~W   14.10 运行模拟 203 W6Y@U$P#G   14.11 创建图以查看结果 204 CD8}I85K

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