《OptiBPM入门教程》

I3{PZhU.   前  言 Wa>}wA=v   R6<X%*&%   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。 Z!a=dnwHz   1APe=tJ   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。 6m/r+?'   +/4A   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。 a{'vN93   Fo (fWvz   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。 [: n'k   t9GR69v:?   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。 P-9)38`5   lne4-(DJ   《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 >NGj =L<   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 U*rcd-@   ,\W 8b-Z   /Iu1L#   目 录  ! ]A   1 入门指南 4 &)# ihK_   1.1 OptiBPM安装及说明 4 g>E LGG|Q   1.2 OptiBPM简介 5 ^ glri$m   1.3 光波导介绍 8 5 Aw"B   1.4 快速入门 8 M!siK2   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .Bl\Z   2.1 定义MMI耦合器材料 28 M~Tuj1?   2.2 定义布局设置 29 y1jCg%'H   2.3 创建一个MMI耦合器 31 i<C*j4qQ   2.4 插入input plane 35 <VMGTBVQ   2.5 运行模拟 39 ,i^9 |Oeq   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 y>8sZuH0   3 创建一个单弯曲器件 44 9R!atPz9   3.1 定义一个单弯曲器件 44 gMi 0FO'   3.2 定义布局设置 45 $8)+XmsCr   3.3 创建一个弧形波导 46 *nT<m\C6   3.4 插入入射面 49 p%up)]?0   3.5 选择输出数据文件 53 OR P\b   3.6 运行模拟 54 nmee 'oEw   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 \Gef \   4 创建一个MMI星形耦合器 60 Ko| d +   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ]6k\)#%2   4.2 定义布局设置 61 hE:9{;Gf   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 nUaJz Pl   4.4 插入输入面 62 xWH.^o,"   4.5 运行模拟 63 c8 )DuJ#U   4.6 预览最大值 65 %"i(K@   4.7 绘制波导 69 M5LfRBO   4.8 指定输出波导的路径 69 c`)\Pb/O   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 :I]Mps<   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 O#4&8>;=   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 : g7@PJND   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 pHGYQ;:L   5.1 定义波导材料 75 P_^ +A   5.2 定义布局设置 76 d" 1]4.c   5.3 创建波导 76 SBu"3ym   5.4 修改输入平面 77 Ve$o}h-   5.5 指定波导的路径 78 f#>,1,S   5.6 运行模拟 79 (!u~CZ;   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 j<m(PHSe   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 c1(RuP:S   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 o+iiSTJEe   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Hzm:xg   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 |w~nVRb   6.2 定义布局结构 89 /obfw^   6.3 绘制并定位波导 91 oi7@s0@   6.4 生成布局脚本 95 @Rze| T.   6.5 插入和编辑输入面 97 *}qWj_RT   6.6 运行模拟 98 0(}t8lc   6.7 修改布局脚本 100 e- /&$Qq   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Lz}OwKl   7 应用预定义扩散过程 104 _gR;=~S   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 tPWLg),   7.2 定义布局设置 106 FW;?s+Uyx   7.3 设计波导 107 T9|m7   7.4 设置模拟参数 108 VOsRAn/N   7.5 运行模拟 110 Wx%H%FeK   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ,Q$q=E;X   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 hg]]Ok~cAs   7.8 添加一个新的轮廓 111 lWk>z; d   7.9 创建上方的线性波导 112 "m$##X\   8 各向异性BPM 115 JPI3[.o   8.1 定义材料 116 \[i1JG   8.2 创建轮廓 117 .[KrlfI   8.3 定义布局设置 118 6dr%;Wp   8.4 创建线性波导 120 fCn^=8KOZ   8.5 设置模拟参数 121 V]6dscQ   8.6 预览介电常数分量 122 !x=~g"d<&   8.7 创建输入面 123 z]y.W`i    8.8 运行各向异性BPM模拟 124 wo{gG?B   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 &{n.]]%O.   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ^$jb7HMObI   9.2 定义布局设置 130 WM$ MPs   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 2DDtu[}   9.4 编辑输入平面 132 T@B/xAq5!   9.5 设置模拟参数 134 ,.8KN<A2]'   9.6 运行模拟 135 dh iuI|?@   10 电光调制器 138 ]L.O8   10.1 定义电解质材料 139 @CL{D:d   10.2 定义电极材料 140 !X#OOqPr=   10.3 定义轮廓 141 [#vH'y    10.4 绘制波导 144 a$OE0zn`   10.5 绘制电极 147 A2Ed0|By   10.6 静电模拟 149 !dnH7"   10.7 电光模拟 151 1W LXM^4   11 折射率(RI)扫描 155 >Eto( y"q   11.1 定义材料和通道 155 kd(8 I_i@   11.2 定义布局设置 157 ORw,)l   11.3 绘制线性波导 160 Np9<:GF1   11.4 插入输入面 160 g}{aZ$sta   11.5 创建脚本 161 (NU NHxi5B   11.6 运行模拟 163 hBUn \~z   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ]y'>=a|T   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 b94DJzL1z   12.1 定义材料 165 BhGu!Y6f   12.2 创建参考轮廓 166 G`61~F %   12.3 定义布局设置 166 UKvWJnz   12.4 用户自定义轮廓 167 sY Q k   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 YnAm{YyI   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ;bib/   13.1 定义材料 173 DV-d(@`K   13.2 创建钛扩散轮廓 173 5c0 ZRV#   13.3 定义晶圆 174 ASySiHz   13.4 创建器件 175 hx%v+/   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 mxC;?s;~   13.6 定义电极区域 178 /nNN,hz   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 f}f9@>.   13.8 运行模拟 182 b=NxUd O   13.9 创建脚本 184 u|TeE\0   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 3yF,ak{Sl   14.1 理论背景 186 \&3+D8H>n   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 & G4\2l9   14.3 生成脚本数据 190 JIOR4'9   14.4 导出散射数据 193 Yujiqi]J;   14.5 创建臂 194 ChPmX+.i_   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 IY\5@PVZ   14.7 加载两个臂的文件 200 E KLyma&}Y   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 om z   14.9 连接元件 202  w``ST   14.10 运行模拟 203 X51:   14.11 创建图以查看结果 204 k"zv~`i'

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