光波导《OptiBPM入门教程》

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前言 SNl% ?j| f
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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。 pN?geF~t|
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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。 14Y<-OO: k
9hn+eU
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。 pB0p?D)n
O}w"@gO@.
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。 HmQ.'
vv0+F6 @
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。 Y5,[udF:O
(u:^4,Z
《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 F(}~~EtPHo

上海讯技光电科技有限公司
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目录 /;{E}`
1 入门指南 4 l\t\DX"s_
1.1 OptiBPM安装及说明 4 VxA?LS`
1.2 OptiBPM简介 5 mi]bS
1.3 光波导介绍 8 F :p9y_W
1.4 快速入门 8 R!Lh~~@{(
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 (2uF<$7(
2.1 定义MMI耦合器材料 28 egXbe)ld
2.2 定义布局设置 29 Q}6!t$Vk
2.3 创建一个MMI耦合器 31 /9@[gv A
2.4 插入input plane 35 hteAuz4H
2.5 运行模拟 39 dYxX%"J
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ='G-wX&k
3 创建一个单弯曲器件 44 }N,$4h9Dj
3.1 定义一个单弯曲器件 44 CR8szMa
3.2 定义布局设置 45 6 @A'N(I=O
3.3 创建一个弧形波导 46 *'to#_n&W
3.4 插入入射面 49 oT0TbZu%
3.5 选择输出数据文件 53 ?[VL 2dP0
3.6 运行模拟 54 X%rsa7H3J
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 |w].*c}Z
4 创建一个MMI星形耦合器 60 `~k`m{4.a
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 PX/7:D?
4.2 定义布局设置 61 N(Sc!rX
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 -\[H>)z]RB
4.4 插入输入面 62 )eD9H*mq
4.5 运行模拟 63 J:Idt}@z
4.6 预览最大值 65 FKBI.}A?!'
4.7 绘制波导 69 VSjt|F)t
4.8 指定输出波导的路径 69 G0~6A@>
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 38E %]*5F
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 8yDe{
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 J~.`
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 fW=vN0Z
5.1 定义波导材料 75 5RsO^2V:
5.2 定义布局设置 76 h<<uef9
5.3 创建波导 76 lW|`8ykp
5.4 修改输入平面 77 Bw/8-:eb
5.5 指定波导的路径 78 giYlLJA*}
5.6 运行模拟 79 zI,z<-
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 \k 6'[ln
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 %WF]mF T_
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 G _-JR
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 B",;z)(%
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 %E2b{Y;
6.2 定义布局结构 89 =1Hn<Xay0
6.3 绘制并定位波导 91 Jo''yrJpB
6.4 生成布局脚本 95 /b7]NC%
6.5 插入和编辑输入面 97 cDIZkni=
6.6 运行模拟 98 FDal;T
6.7 修改布局脚本 100 U'aJCM
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 U#Wg"W{
7 应用预定义扩散过程 104 E?- ~*T
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 =Hbf()cN)
7.2 定义布局设置 106 NHiac(&*
7.3 设计波导 107 v`@M IOv
7.4 设置模拟参数 108 FBxg^g%PB@
7.5 运行模拟 110 m+Kl
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 l;d4Le
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 3Fw7q"
7.8 添加一个新的轮廓 111 <?F-v
7.9 创建上方的线性波导 112 jwpahy;\WL
8 各向异性BPM 115 Du #>y!
8.1 定义材料 116 ;pj,U!{%s\
8.2 创建轮廓 117 xLSf /8e
8.3 定义布局设置 118 E#R1
8.4 创建线性波导 120 mw&'@M_(7
8.5 设置模拟参数 121 U"RA*|
8.6 预览介电常数分量 122 fjCFJ_
8.7 创建输入面 123 $0R5 ]]db)
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ,T*\9'Q
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 6of9lO:
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 U+R9bn
9.2 定义布局设置 130 iJH?Z,Tjf
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 y+p"5s"
9.4 编辑输入平面 132 +Sc2'z>R
9.5 设置模拟参数 134 *q"1I9zvT
9.6 运行模拟 135 T+q5~~\d
10 电光调制器 138 w75Ro6y
10.1 定义电解质材料 139 )t((x
10.2 定义电极材料 140 @?>5~
10.3 定义轮廓 141 Oyb0t|do+
10.4 绘制波导 144 M@JW/~p'
10.5 绘制电极 147 pk`5RDBu
10.6 静电模拟 149 !jf!\Uu[U
10.7 电光模拟 151 *eGG6$I
11 折射率(RI)扫描 155 KZO[>qC"R
11.1 定义材料和通道 155 Po&'#TC1
11.2 定义布局设置 157 2}XxRJ0
11.3 绘制线性波导 160 O`$\Plt|v
11.4 插入输入面 160 ,`PYU[
11.5 创建脚本 161 h^v#?3.@
11.6 运行模拟 163 Yxy!&hPLv:
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 YC$>D?FW
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 #0?3RP
12.1 定义材料 165 -Kw7! =_ g
12.2 创建参考轮廓 166 R13V}yL
12.3 定义布局设置 166 $&!|G-0'
12.4 用户自定义轮廓 167 #l h' !
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 1_TniR3z1
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 g}S%D(~
13.1 定义材料 173 1:Ff#Eq,s
13.2 创建钛扩散轮廓 173 f'bwtjO
13.3 定义晶圆 174 E62_k 0q
13.4 创建器件 175 M2;6Cz>,P
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 4T$DQK@e
13.6 定义电极区域 178 }u1h6rd `
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 D^a(|L3;
13.8 运行模拟 182 P,b&F
13.9 创建脚本 184 6Eus_aP
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 EG|_YW7
14.1 理论背景 186 kGL3*x
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 _[Sh`4`r
14.3 生成脚本数据 190 24 .'+3
14.4 导出散射数据 193 xB]^^NYE=
14.5 创建臂 194 ,B /b>i
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 }346uF7C
14.7 加载两个臂的文件 200 >^IUS8v
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 B~M6l7^?
14.9 连接元件 202 I0><IaFy
14.10 运行模拟 203 sCmN|Q
14.11 创建图以查看结果 204 g7lPQ_A*
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] lIZ&' z
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