光波导《OptiBPM入门教程》

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前言 Cl6y:21]K
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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。 $iEM$
f:B+R
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。 S3MMyS8
M9_ y>N[0
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。 F8Rd#^9PD
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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。 \"V7O'S)&
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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。 KR^lmN
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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 R."<he ;

上海讯技光电科技有限公司
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目录 SJ6lI66OX
1 入门指南 4 2Y(Phw2%
1.1 OptiBPM安装及说明 4 6m_Y%&
1.2 OptiBPM简介 5 `ihlKFX
1.3 光波导介绍 8 al F*L
1.4 快速入门 8 czi$&(N0w$
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 g:dw%h
2.1 定义MMI耦合器材料 28 \tye:!a?;@
2.2 定义布局设置 29 1tDd4r?Y
2.3 创建一个MMI耦合器 31 }W#Gf.$6C
2.4 插入input plane 35 5,:>.LRA
2.5 运行模拟 39 KqP!={>"
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 I+kGEHO}
3 创建一个单弯曲器件 44 9.m_3"s
3.1 定义一个单弯曲器件 44 TbXp%O:[W
3.2 定义布局设置 45 ` Xhj7%>
3.3 创建一个弧形波导 46 ``nuw7\C:
3.4 插入入射面 49 (x@|6Sb
3.5 选择输出数据文件 53 SpdQ<]
3.6 运行模拟 54 }N]|zCEj
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 LcoJltY{5
4 创建一个MMI星形耦合器 60 mQ;b'0&
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 $iUK, ?
4.2 定义布局设置 61 Y#V`i K
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Wrf('
4.4 插入输入面 62 \zR@FOl`q
4.5 运行模拟 63 u> XCE|D*
4.6 预览最大值 65 btkD<1{g
4.7 绘制波导 69 \l?\%aqm
4.8 指定输出波导的路径 69 yd$_XWp?\
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 x~j>Lvw L
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 %E}f7GT4
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 )'?3%$EM
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 1.+0=M[h
5.1 定义波导材料 75 m=jxTZK
5.2 定义布局设置 76 -|\V'
5.3 创建波导 76 26B]b{Iz{
5.4 修改输入平面 77 !f2f gX
5.5 指定波导的路径 78 @Hw#O33/'
5.6 运行模拟 79 i^eU!^KF
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 _<yGen-
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 mHrt)0\_
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 *v 1hMk
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 NYA,
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ,j>A[e&.
6.2 定义布局结构 89 \b95CU
6.3 绘制并定位波导 91 5MfbO3
6.4 生成布局脚本 95 VI: !#
6.5 插入和编辑输入面 97 -`sK?*[{J
6.6 运行模拟 98 JWoNP/v6
6.7 修改布局脚本 100 R*VRxQ,h6+
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 [`Seh$
7 应用预定义扩散过程 104 _CN5,mLNRk
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 pyhC%EZU
7.2 定义布局设置 106 3B8\r}L
7.3 设计波导 107 \=Rw/[lR
7.4 设置模拟参数 108 U2m86@E
7.5 运行模拟 110 B*!{LjXV
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 hC2@Gq
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 >Vc;s!R
7.8 添加一个新的轮廓 111 8MqKS}\H
7.9 创建上方的线性波导 112 qIIc>By(\"
8 各向异性BPM 115 mj:X'BVA
8.1 定义材料 116 04g=bJ
8.2 创建轮廓 117 =$xxkc.~G
8.3 定义布局设置 118 +NWhvs
8.4 创建线性波导 120 P7np -I*
8.5 设置模拟参数 121 =kFZ2/P2t(
8.6 预览介电常数分量 122 }GI8p* ]o=
8.7 创建输入面 123 V|[Y9<*
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 m%au* 0p
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 :j feY
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 K,_d/(T4
9.2 定义布局设置 130 EAafi<n
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 6?8x[l*5M
9.4 编辑输入平面 132 1~rZka[s
9.5 设置模拟参数 134 /`$9H|
9.6 运行模拟 135 $0+n0*fp
10 电光调制器 138 OwRH :l
10.1 定义电解质材料 139 **p|g<wvY*
10.2 定义电极材料 140 r0jhIE#
10.3 定义轮廓 141 Tk1U
10.4 绘制波导 144 y/{&mo1\
10.5 绘制电极 147 Z ,4G'[d
10.6 静电模拟 149 )2vkaR
10.7 电光模拟 151 MoAZ!cF8
11 折射率(RI)扫描 155 yvN;|R
11.1 定义材料和通道 155 VaKBS/y"
11.2 定义布局设置 157 (.[HE ~ s?
11.3 绘制线性波导 160 ]1YyP
11.4 插入输入面 160 Qn0 1ig
11.5 创建脚本 161 V% -wZL/
11.6 运行模拟 163 Nr6[w|Tzd
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 '1rHvz`B/"
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 RC{|:@]8
12.1 定义材料 165 hf#[Vns
12.2 创建参考轮廓 166 Vm6 0aXm_
12.3 定义布局设置 166 oW7\T!f
12.4 用户自定义轮廓 167 2g'o5B\*
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Zq[aC0%+
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 *Y"j 0Yob
13.1 定义材料 173 #\DKU@|h
13.2 创建钛扩散轮廓 173 vfnVN@ 5
13.3 定义晶圆 174 #ArMX3^+w7
13.4 创建器件 175 Fh[Gq
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ZV,1IaO
13.6 定义电极区域 178 (zv)cw%
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 r*Iu6
13.8 运行模拟 182 q,ur[ &<
13.9 创建脚本 184 DMeP9D
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 QVEGd"WvvO
14.1 理论背景 186 w]-,X`
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 $)(K7> P
14.3 生成脚本数据 190 O C qI
14.4 导出散射数据 193 ;Nfd
14.5 创建臂 194 vBRW5@
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 .PAR
14.7 加载两个臂的文件 200 j4C{yk
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Lc0yLm
14.9 连接元件 202 >wPMJ> 2
14.10 运行模拟 203 ~4MUac^w
14.11 创建图以查看结果 204 N7}Y\1-8
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] "~-Y'O
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