光波导《OptiBPM入门教程》

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前言 lc <V_8
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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。 ,8384'
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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。 >*EZZ\eU!
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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。 )5@P|{FF
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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。 k@7#8(3
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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。 i`+w.zJOH8
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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 @K <Onh`

上海讯技光电科技有限公司
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目录 L]MWdD
1 入门指南 4 GFT@Pqq
1.1 OptiBPM安装及说明 4 a6gw6jQ
1.2 OptiBPM简介 5 I3>8B
1.3 光波导介绍 8 *Hx*s_F
1.4 快速入门 8 ?pIELezfK
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 _o9axBJs
2.1 定义MMI耦合器材料 28 +=/j+S`
2.2 定义布局设置 29 dCo)en
2.3 创建一个MMI耦合器 31 7@"X?uo%o
2.4 插入input plane 35 n1;a~0P
2.5 运行模拟 39 =bh: U90y
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 9&r]k8K
3 创建一个单弯曲器件 44 WdOxwsq"
3.1 定义一个单弯曲器件 44 wa,`BAKJ+F
3.2 定义布局设置 45 [CEV&B
3.3 创建一个弧形波导 46 .QP`Qn6(P
3.4 插入入射面 49 -G>J
3.5 选择输出数据文件 53 bqH [-mu6
3.6 运行模拟 54 B!mHO*g
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 mo<*h&;&
4 创建一个MMI星形耦合器 60 rd&d~R6
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 c(1tOQk.
4.2 定义布局设置 61 ~ox}e(xy
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 1)c{;x&W
4.4 插入输入面 62 #r9\.NA!
4.5 运行模拟 63 oQ,n?on
4.6 预览最大值 65 B{\Y~>]Pj
4.7 绘制波导 69 2K_ QZ
4.8 指定输出波导的路径 69 D`QMlRzXy
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 z$1|D{
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 #jBmWaP.
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 <U$YJtEK
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 @N '_qu
5.1 定义波导材料 75 8{0XqE~ix=
5.2 定义布局设置 76 }eSy]r[J
5.3 创建波导 76 h<LS`$PK;E
5.4 修改输入平面 77 @"s<0T^H
5.5 指定波导的路径 78 %qcCv9
5.6 运行模拟 79 #CLjQJ
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 g<;pyvq|:
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 *JImP9SE
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 3]1 !g6
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 F~=kMQO
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 W'9{2h6u(
6.2 定义布局结构 89 Oa:C'M b
6.3 绘制并定位波导 91 gwIR3u
6.4 生成布局脚本 95 _886>^b@
6.5 插入和编辑输入面 97 #NyO'
6.6 运行模拟 98 \ o2oQ3
6.7 修改布局脚本 100 kj2qX9Ms
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 KRGj6g+
7 应用预定义扩散过程 104 rbOJ;CK
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 4w|t|?
7.2 定义布局设置 106 W2h*t"5W
7.3 设计波导 107 kT
7.4 设置模拟参数 108 zATOFV
7.5 运行模拟 110 |}^u<S8X
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 #SHJ0+)o
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 bX[ZVE(L
7.8 添加一个新的轮廓 111 7>im2"zm
7.9 创建上方的线性波导 112 %wl:>9]
8 各向异性BPM 115 #3ZAMV
8.1 定义材料 116 w)J-e gc
8.2 创建轮廓 117 "E7<S5cr
8.3 定义布局设置 118 D|U bh]
8.4 创建线性波导 120 f\?Rhyz
8.5 设置模拟参数 121 P_jav0j7g
8.6 预览介电常数分量 122 c^"4l 9w
8.7 创建输入面 123 |5>A^a
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 J|jvqt9C
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 tHaHBx1P
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 N/lEfy<&g:
9.2 定义布局设置 130 ;R&W#Q7>3
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 :icpPv
9.4 编辑输入平面 132 uN?Lz1W\;
9.5 设置模拟参数 134 Xqe Qj}2kA
9.6 运行模拟 135 MYV3</Xj*
10 电光调制器 138 dR i6
10.1 定义电解质材料 139 Uth+4Aq
10.2 定义电极材料 140 q%k&O9C2]
10.3 定义轮廓 141 1r4NP
10.4 绘制波导 144 PC"=B[OlJ
10.5 绘制电极 147 ~Ih` ayVq
10.6 静电模拟 149 ~ecN4Oo4q;
10.7 电光模拟 151 @fA|y
11 折射率(RI)扫描 155 8S#&XS>o
11.1 定义材料和通道 155 +(`D'5EB(
11.2 定义布局设置 157 G \a`F'Oo
11.3 绘制线性波导 160 HQF@@
11.4 插入输入面 160 QgH{J80
11.5 创建脚本 161 yL<u>S0
11.6 运行模拟 163 9T2_2
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 _)LXD,LA
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 jB9~'>JY
12.1 定义材料 165 V@RdvQy
12.2 创建参考轮廓 166 LIJ#nb
12.3 定义布局设置 166 e6J>qwD?
12.4 用户自定义轮廓 167 V*?QZ;hCP
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 'G[G;?F
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 nIlx?(=pu
13.1 定义材料 173 [Ous|a[)o
13.2 创建钛扩散轮廓 173 $uwz`N:
13.3 定义晶圆 174 xIc||o$
13.4 创建器件 175 2xi;13?
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 EGFP$nvq
13.6 定义电极区域 178 <j
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 *>2FcoN;
13.8 运行模拟 182 |gk4X%o6
13.9 创建脚本 184 Y$,++wx
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 *E>R1bJ8
14.1 理论背景 186 y] 9/Xr/
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 @D["#pe,}
14.3 生成脚本数据 190 bFG?mG:
14.4 导出散射数据 193 .`u8(S+
14.5 创建臂 194 ]p4?nT@]
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 | Wj=%Ol%o
14.7 加载两个臂的文件 200 (,mV6U%
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 n<)A5UB5-
14.9 连接元件 202 FP y}Wc*UA
14.10 运行模拟 203 GM8>u O
14.11 创建图以查看结果 204 $\k)Y(&
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] W}7Uh b
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