《OptiBPM入门教程》

1TS0X:TCn   前  言 %c|UmKKi   x}TS   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。 ,1oQ cC   fpWg R4__   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。 !}f1`/    HDVW0QaMu   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。 cc}Key@D   q5x[~]?   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。 m/B6[   0Yl4eB-   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。 M;w?[yEZ   HOoPrB m   《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 OFk8>"|   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 'sh~,+g   ~]HN9R^&   yWDTjY/   目 录 6at1bQ$   1 入门指南 4 ^EELaG   1.1 OptiBPM安装及说明 4 B9R(&<4   1.2 OptiBPM简介 5 .zg8i_   1.3 光波导介绍 8 Cx<0 H   1.4 快速入门 8 * \}}Bv+9   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 |re}6#TgcT   2.1 定义MMI耦合器材料 28 \1"'E@+   2.2 定义布局设置 29 p;T{i._iL   2.3 创建一个MMI耦合器 31 [XVEBA4GI   2.4 插入input plane 35 r]@0eb    2.5 运行模拟 39 S! Rc|6y%   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 `x 8J   3 创建一个单弯曲器件 44 \u,}vppz   3.1 定义一个单弯曲器件 44 ({r*=wAP   3.2 定义布局设置 45 <BFQ:   3.3 创建一个弧形波导 46 ?BA]7M(,4   3.4 插入入射面 49 fhPkEvJ   3.5 选择输出数据文件 53 XfPFo6   3.6 运行模拟 54 Wj|alH9<   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Q?b14]6im   4 创建一个MMI星形耦合器 60 :W#rhuzC   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 YB<*"HxM)}   4.2 定义布局设置 61 fmqb`%   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 C+[%7vF1   4.4 插入输入面 62 )J]9 lW&y   4.5 运行模拟 63 l^GP3S   4.6 预览最大值 65 Hnknly   4.7 绘制波导 69 q<y#pL=k"*   4.8 指定输出波导的路径 69 zgx& Pte   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 \B F*m"lz   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 >~%e$a7}+   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 }En   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 XU!2YO)t;!   5.1 定义波导材料 75 n0Y+b[+wj   5.2 定义布局设置 76 =_$Qtq+h   5.3 创建波导 76 j',W 64   5.4 修改输入平面 77 1b=lpw1}   5.5 指定波导的路径 78 W} WI; cI   5.6 运行模拟 79 {3;AwhN0H   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 `&\Q +W   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 T134ZXqqz   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 8fA_p}wp   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Vk< LJ S   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 KT]Pw\y5   6.2 定义布局结构 89 D\IjyZ-O   6.3 绘制并定位波导 91 Uc/+gz Z;   6.4 生成布局脚本 95 kEwaT$   6.5 插入和编辑输入面 97 _zlqtO   6.6 运行模拟 98 J+rC xn?;g   6.7 修改布局脚本 100 F, U* yj   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 .MO\uh0N   7 应用预定义扩散过程 104 5F`;yh+e   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 g^*<f8 ~d   7.2 定义布局设置 106 W3`>8v1?o   7.3 设计波导 107 21k5I #U   7.4 设置模拟参数 108 fXrXV~'8   7.5 运行模拟 110 6'\6OsH   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 t78k4?   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 oIUy-|   7.8 添加一个新的轮廓 111 DNGvpKY@   7.9 创建上方的线性波导 112 <ZU=6Hq   8 各向异性BPM 115 3?Y2L   8.1 定义材料 116 \fr-<5w79   8.2 创建轮廓 117 gV&z2S~"   8.3 定义布局设置 118 GfM;saTz{   8.4 创建线性波导 120 F~A'X   8.5 设置模拟参数 121 t_mIOm)S%   8.6 预览介电常数分量 122 L^Jk=8   8.7 创建输入面 123 >2#8B   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 cuOvN"nuNj   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 (O0Urm   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 2^?:&1:   9.2 定义布局设置 130 >X*Mio8P#   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 4CGPOc   9.4 编辑输入平面 132 NcY608C   9.5 设置模拟参数 134 yf&7P;A   9.6 运行模拟 135 5`f@>r?   10 电光调制器 138 $-[CG7VgX%   10.1 定义电解质材料 139 cQ9q;r`%   10.2 定义电极材料 140 o)'y.-@Q   10.3 定义轮廓 141 5dZ|!   10.4 绘制波导 144 T#bu V   10.5 绘制电极 147 ca+[0w@S   10.6 静电模拟 149 ;WldHaZ9r   10.7 电光模拟 151 YM5fyv?   11 折射率(RI)扫描 155 :;t #\%L/   11.1 定义材料和通道 155 sXNb}gJ   11.2 定义布局设置 157 610D%F   11.3 绘制线性波导 160 MDF%\Sx   11.4 插入输入面 160 bXS:x   11.5 创建脚本 161 !UFfsNiXZ   11.6 运行模拟 163 z0/} !   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 /lafve~   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 `5H$IP1XhA   12.1 定义材料 165 Wh&8pH:   12.2 创建参考轮廓 166 2)j0Ai%   12.3 定义布局设置 166 9{:O{nl   12.4 用户自定义轮廓 167 \W%UZs   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ,m,) I   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 iOG [>u0h   13.1 定义材料 173 |ae975   13.2 创建钛扩散轮廓 173 r-h#{==*c   13.3 定义晶圆 174 OQ9x*TmK   13.4 创建器件 175 ^{8Gt@   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 RQMEBsI}   13.6 定义电极区域 178 @^uH`mc   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Y"KE7>Jf   13.8 运行模拟 182 Xt#1Qs   13.9 创建脚本 184  x]z2Z*   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Q[#vTB$f   14.1 理论背景 186 ntmyNf ?;   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ^Idle*+   14.3 生成脚本数据 190 Vx @|O%   14.4 导出散射数据 193 ><=gV~7lx   14.5 创建臂 194 'g9"Qv?0{`   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 !~h}8'a?   14.7 加载两个臂的文件 200 z)uuxNv[R   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 j^`hzh3S   14.9 连接元件 202 BATG FS&   14.10 运行模拟 203 pC_O:f>vJ   14.11 创建图以查看结果 204 'TAUE{{

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