光波导《OptiBPM入门教程》

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前言 B!uxs
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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。 U=DEV7E
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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。 t\%%d)d9
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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。 $+jy/:]D
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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。 +A\V)
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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'^./za
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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 z7k$0&

上海讯技光电科技有限公司
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目录 dm& /K 4c
1 入门指南 4 O8y9dX-2
1.1 OptiBPM安装及说明 4 LD_M 3 P
1.2 OptiBPM简介 5 I&\4C.\>
1.3 光波导介绍 8 ZPvf-PqJl
1.4 快速入门 8 Fs)
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 =y<0UU
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ~#4~_d.=L
2.2 定义布局设置 29 rKT)!o'
2.3 创建一个MMI耦合器 31 O4!9{
2.4 插入input plane 35 3a^)u-9,x
2.5 运行模拟 39 ZRPy~wy>
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 J `x}{K
3 创建一个单弯曲器件 44 f:XfAH3R{
3.1 定义一个单弯曲器件 44 *v&*% B
3.2 定义布局设置 45 ?S9Nm~vlt
3.3 创建一个弧形波导 46 KC]tY9 FK
3.4 插入入射面 49 gi1j/j7
3.5 选择输出数据文件 53 lvPpCAXY
3.6 运行模拟 54 b}}y=zO|$
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 y;r"+bS8
4 创建一个MMI星形耦合器 60 r,"7%1I
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 O:,=xIXR
4.2 定义布局设置 61 ~b#OFnyG
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 506V0]`/
4.4 插入输入面 62 3(o7co-f
4.5 运行模拟 63 J?,?fqb
4.6 预览最大值 65 yf?W^{^|
4.7 绘制波导 69 0-GKu d
4.8 指定输出波导的路径 69 l#ZyB|
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 }7Jp :.qk
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 F+3!uWUK
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Pa[?L:E
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 |@ *3^'
5.1 定义波导材料 75 zhjJ>d%w
5.2 定义布局设置 76 0mVuD\#=!
5.3 创建波导 76 &#-[Y:?lA
5.4 修改输入平面 77 bOe<\Y$
5.5 指定波导的路径 78 nd;O(s;
5.6 运行模拟 79 QY6O(=
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 :l;,m}#@
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 K.%z;(U
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Vf$1Sjw
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 KX=/B=3~
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 #<UuI9
6.2 定义布局结构 89 2^J/6R$
6.3 绘制并定位波导 91 U1jSUkqb
6.4 生成布局脚本 95 Kk`<f d
6.5 插入和编辑输入面 97 jzQ I>u
6.6 运行模拟 98 ;M-,HK4=
6.7 修改布局脚本 100 umryA{Ps
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Hva{A #
7 应用预定义扩散过程 104 4rm87/u*0
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ,[^o9u uB
7.2 定义布局设置 106 aX]y`
7.3 设计波导 107 s<,"Hsh^CR
7.4 设置模拟参数 108 [?|5oaK
7.5 运行模拟 110 leR"j
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 )Yrr%f`\
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 oW8;^u
7.8 添加一个新的轮廓 111 h~ZNHSP:
7.9 创建上方的线性波导 112 gsi<S6DQ8
8 各向异性BPM 115 il7!}
8.1 定义材料 116 Nl=+.d6Qo
8.2 创建轮廓 117 kHZKj!!R
8.3 定义布局设置 118 5uzpTNAMM1
8.4 创建线性波导 120 Xz" JY
8.5 设置模拟参数 121 NXi,5
8.6 预览介电常数分量 122 u$\Tg3du2
8.7 创建输入面 123 x7Eeb!s0f,
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 0oQ/J:
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 iKY-;YK
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 uQ-WTz|*
9.2 定义布局设置 130 fq{I$syY
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Z"+(LO!
9.4 编辑输入平面 132 '&+Z,
9.5 设置模拟参数 134 |O2|`"7
9.6 运行模拟 135 ddl3fl#f
10 电光调制器 138 JW2W>6Dgv[
10.1 定义电解质材料 139 Xp.|.)Od
10.2 定义电极材料 140 L{zamVQG
10.3 定义轮廓 141 4U:DJ_GN
10.4 绘制波导 144 k#BU7Exij
10.5 绘制电极 147 XNy:0C
10.6 静电模拟 149 g}^4^88=a
10.7 电光模拟 151 x>'?IJZ
11 折射率(RI)扫描 155 j^:b-:F
11.1 定义材料和通道 155 zC[i <'h!T
11.2 定义布局设置 157 N IO;
11.3 绘制线性波导 160 9.^-us1
11.4 插入输入面 160 WReYF+Uen
11.5 创建脚本 161 (gFQK[
11.6 运行模拟 163 A5`#Ot*3
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 zjzqKdy}F
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 _ak.G=
12.1 定义材料 165 !N@Yh"c
12.2 创建参考轮廓 166 ^a: Saq-}
12.3 定义布局设置 166 9(V=Ubj
12.4 用户自定义轮廓 167 h4B+0
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 T "ZQPLg
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 \nn56o@eN
13.1 定义材料 173 A632 :V
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ,%& LG],6
13.3 定义晶圆 174 b6 J2*;XG
13.4 创建器件 175 O(b"F? w
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 *)2x&~T*|
13.6 定义电极区域 178 yOn H&Jj
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 bL6L-S
13.8 运行模拟 182 7]R6
13.9 创建脚本 184 r! cNc
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 e<&_tx
14.1 理论背景 186 dfYYyE
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Ih9ORp7
14.3 生成脚本数据 190 f]O5V$!RuE
14.4 导出散射数据 193 /TR"\xQF
14.5 创建臂 194 TPV6$a<
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 y$+!%y*
14.7 加载两个臂的文件 200 k:&?$
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 AIIBd
14.9 连接元件 202 Off: ~
14.10 运行模拟 203 !07FsPI#{
14.11 创建图以查看结果 204 ~)oWSo5ll
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] Xuz8"b5^Zx
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