光波导《OptiBPM入门教程》

4}Y2 B$   前  言 P|_>M SO1'   $3|++?   随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。 nWfOiw-t   I8)x0)Lx   OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 >Q#_<IcI   5vxJ|Hse@   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 1j "/}0fx   kcVEE)zb   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 dQQh$*IL?{   /Zap'S/   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。 (hS j4Cp   t{| KL<d]   《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 Q-_&5/G   上海讯技光电科技有限公司 Jc"xH~,   Q}2aBU. f   /mX/ "~   目 录 /\V-1 7-   1 入门指南 4 K>Dn#"{Y   1.1 OptiBPM安装及说明 4 i<l_z&   1.2 OptiBPM简介 5 6LrG+p`   1.3 光波导介绍 8 D.9qxM"Z>   1.4 快速入门 8 V)72]p   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Ds? @LE|   2.1 定义MMI耦合器材料 28 %{WS7(si   2.2 定义布局设置 29 ~oy=2Q<Z   2.3 创建一个MMI耦合器 31 $014/IB   2.4 插入input plane 35 oW3j|V   2.5 运行模拟 39 X]d;x/2   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 _8Cw_   3 创建一个单弯曲器件 44 V}o`9R@tx}   3.1 定义一个单弯曲器件 44 tAO,s ZW   3.2 定义布局设置 45 &#^^UT(nj   3.3 创建一个弧形波导 46 +Kw:z?   3.4 插入入射面 49 ~v"4;A6   3.5 选择输出数据文件 53 +sq'\Tbp   3.6 运行模拟 54 1t wC-rC   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 E1IT>_   4 创建一个MMI星形耦合器 60 m r"b/oM{   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 }W^%5o87{   4.2 定义布局设置 61 \!M6-kmi   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 jD1/`g%   4.4 插入输入面 62 >W Tn4SW@   4.5 运行模拟 63 !Hq$7j_   4.6 预览最大值 65 Z0HfrK#oU   4.7 绘制波导 69 blO(Th&   4.8 指定输出波导的路径 69 R8LJC]6Bh   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Cw6\'p%l-\   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 @oE^(   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 @h7)M:l   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 E><$sN6   5.1 定义波导材料 75 vZMb/}-o   5.2 定义布局设置 76 c\A 4-08   5.3 创建波导 76 Rp.42v#ck   5.4 修改输入平面 77 UMtnb:ek   5.5 指定波导的路径 78 !\|_,pSB   5.6 运行模拟 79 o;#:%   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 x*>@knP<-   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 #uTNf78X   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 4z<nJOEh[   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 %8Eu{3   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 #gW"k;7P   6.2 定义布局结构 89 XhEZTg;   6.3 绘制并定位波导 91 vH1IVF"DS   6.4 生成布局脚本 95 5j'7V1:2   6.5 插入和编辑输入面 97 \f~m6j$D_   6.6 运行模拟 98 `/ <y0H   6.7 修改布局脚本 100 atr0hmQ   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 6g*?(Y][   7 应用预定义扩散过程 104 T.bn~Z#f   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 o3b=)E   7.2 定义布局设置 106 D6+^Qmu"p   7.3 设计波导 107 ob3)bI oM   7.4 设置模拟参数 108 ~mBY_[_s=   7.5 运行模拟 110 HSwC4y}   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 wrP3:!=   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 5Z;iK(>IX   7.8 添加一个新的轮廓 111 HxUJ 0Q   7.9 创建上方的线性波导 112 y{>T['"@   8 各向异性BPM 115 }H#C<:A   8.1 定义材料 116 8'WoG]E_   8.2 创建轮廓 117 Z  FIy   8.3 定义布局设置 118 fQm3D%   8.4 创建线性波导 120 [0bp1S~   8.5 设置模拟参数 121 z}BuR*WSY{   8.6 预览介电常数分量 122 J497 >w[   8.7 创建输入面 123 *@;bWUJ   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ZR]p7{8B   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ,#Pp_f<   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 g"{`g6(+   9.2 定义布局设置 130 \jmT#Gt`9   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 pk8`suZ   9.4 编辑输入平面 132 [n]C   9.5 设置模拟参数 134 5J-slNNCQ   9.6 运行模拟 135 dzk1!yy   10 电光调制器 138 h ?_@nQ!   10.1 定义电解质材料 139 Cl6P,C   10.2 定义电极材料 140 -,186ZVZ   10.3 定义轮廓 141 G^ShN45   10.4 绘制波导 144 *epK17i=   10.5 绘制电极 147 73j\!x   10.6 静电模拟 149 1y3)ogL   10.7 电光模拟 151 qrHCr:~   11 折射率(RI)扫描 155 B /Js>R   11.1 定义材料和通道 155 /&N\#;kK?b   11.2 定义布局设置 157 uK%0,!q   11.3 绘制线性波导 160 g es-nG-   11.4 插入输入面 160 dvE~EZcS   11.5 创建脚本 161 &( ZEs c   11.6 运行模拟 163 Aflf]G1   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 M1z ?E@kz   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 zYxA#TZL   12.1 定义材料 165 yi8AzUW cW   12.2 创建参考轮廓 166 `*o ko[\3   12.3 定义布局设置 166 /H?) qk   12.4 用户自定义轮廓 167 FwE<_hq//   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 18^K!:Of   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 1@t8i?:h   13.1 定义材料 173 Bx/)Sl@   13.2 创建钛扩散轮廓 173 nt%fJ k   13.3 定义晶圆 174 }ssP%c]   13.4 创建器件 175 SJ}PV:x   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 y*Gq VA[   13.6 定义电极区域 178 Cp?6vu|RA   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 (zPsA   13.8 运行模拟 182 *V_b/Vt   13.9 创建脚本 184 ki'<qa   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Z,-J tl   14.1 理论背景 186 ta@fNS4   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 HXN. ,[   14.3 生成脚本数据 190 dy~M5,zn   14.4 导出散射数据 193 !gL1   14.5 创建臂 194 4j}.=u*X7   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 F0wW3+G   14.7 加载两个臂的文件 200 bw)E;1zo   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 I^)_rOgM   14.9 连接元件 202 Mr* CJgy   14.10 运行模拟 203 eNK6=D|   14.11 创建图以查看结果 204 B1j^qoC.5   有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] _aU :[v*!

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