光波导《OptiBPM入门教程》

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前言 7&`Yl[G
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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。 ?3#L?Cq
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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。 ;$.^
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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。 l=&\luNz
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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。 sgLw,WZ:
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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。 MV.&GUez{
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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}S>t~p:

上海讯技光电科技有限公司
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目录 r=gF&Og,?
1 入门指南 4 @1vpkB~ w
1.1 OptiBPM安装及说明 4 4k_y;$4WN
1.2 OptiBPM简介 5 he!Uq%e
1.3 光波导介绍 8 ooA%/
1.4 快速入门 8 P. Kfoos
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 'z9}I #
2.1 定义MMI耦合器材料 28 A.+Qa
2.2 定义布局设置 29 i'YM9*yN
2.3 创建一个MMI耦合器 31 X..<U}e
2.4 插入input plane 35 RW`+F|UbE
2.5 运行模拟 39 f0@4>\g
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Uz_OUTFM
3 创建一个单弯曲器件 44 GHRr+
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ^Lc, w
3.2 定义布局设置 45 ubs>(\`q"
3.3 创建一个弧形波导 46 ;9;jUQ]MyG
3.4 插入入射面 49 ':d9FzGKa
3.5 选择输出数据文件 53 X1XmaO%A
3.6 运行模拟 54 g1{2E<b5
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 E#n=aY~u-
4 创建一个MMI星形耦合器 60 06]%$-j
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 *@eZt*_
4.2 定义布局设置 61 VQ7A"&hh
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 9GgXX9K
4.4 插入输入面 62 uskJ(!
4.5 运行模拟 63 4?33t] "
4.6 预览最大值 65 {k uC+~R
4.7 绘制波导 69 rVM?[_'O
4.8 指定输出波导的路径 69 quL+UFuM
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 @(CJT-Ak
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 888"X3.T
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 MLvd6tIv,
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 MlV3qM@
5.1 定义波导材料 75 E?(:9#02
5.2 定义布局设置 76 9P& \2/ {
5.3 创建波导 76 BIxjY!!"
5.4 修改输入平面 77 MZvxcr{x
5.5 指定波导的路径 78 Gt$PBlq0
5.6 运行模拟 79 IFbN ]N0
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ],F@.pg
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 |xFSGrC
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 n{"e8vQx
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 .cK<jF@'
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 dO!B=/
6.2 定义布局结构 89 7|DPevrk
6.3 绘制并定位波导 91 ]--" K{
6.4 生成布局脚本 95 -5y=K40
6.5 插入和编辑输入面 97 y4%[^g~-
6.6 运行模拟 98 WesEZ\V
6.7 修改布局脚本 100 G O[u
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ^WUG\@B
7 应用预定义扩散过程 104 9'0v]ar
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Q#PkfjXS
7.2 定义布局设置 106 r*g<A2g%
7.3 设计波导 107 R6`,}<A]@
7.4 设置模拟参数 108 &~"e["gF=
7.5 运行模拟 110 @DuSii#.S
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 YSru5Q
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 X< 4f7;]O
7.8 添加一个新的轮廓 111 }8dS[-.
7.9 创建上方的线性波导 112 rLE5fl5W
8 各向异性BPM 115 >JHQA1mX
8.1 定义材料 116 JgMYy,q8t
8.2 创建轮廓 117 cd.|>
8.3 定义布局设置 118 *n_7~ZX
8.4 创建线性波导 120 g|<$\}
8.5 设置模拟参数 121 T7Qw1k
8.6 预览介电常数分量 122 ~m&q@ms&
8.7 创建输入面 123 UF;iw
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 <|;)iT1VeT
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 aA=7x&z@
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 _)MbvF
9.2 定义布局设置 130 QFU1l"(qGk
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 )|B3TjHC
9.4 编辑输入平面 132 k? !'OHmBL
9.5 设置模拟参数 134 mI,!8#
9.6 运行模拟 135 Y\j5{;V
10 电光调制器 138 PvW~EJ
10.1 定义电解质材料 139 ~ekV*,R"
10.2 定义电极材料 140 +K:hetv
10.3 定义轮廓 141 :|N(:W>=$Y
10.4 绘制波导 144 .Lp\Jyegs
10.5 绘制电极 147 sh;>6xB
10.6 静电模拟 149 oT*qMLdn
10.7 电光模拟 151 @(any^QJ
11 折射率(RI)扫描 155 :ywm4)
11.1 定义材料和通道 155 :\KJw
11.2 定义布局设置 157 A;7At!kK
11.3 绘制线性波导 160 u%AyW
11.4 插入输入面 160 ~JTp8E9kw
11.5 创建脚本 161 a1gaB:w5n
11.6 运行模拟 163 v|wO qS
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 cc:,,T/i
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 TSUT3'&~p
12.1 定义材料 165 {xCqz0
12.2 创建参考轮廓 166 :NXM.@jJ="
12.3 定义布局设置 166 uolEX+
12.4 用户自定义轮廓 167 fu{.Ir
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ?K= X[
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 s]2_d|Y
13.1 定义材料 173 N.?)s.D(
13.2 创建钛扩散轮廓 173 15CKcM6
13.3 定义晶圆 174 lR0WDJv
13.4 创建器件 175 $m;DwlM
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 QN^AihsPi
13.6 定义电极区域 178 %)sG 34
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Kd;)E 9Ti
13.8 运行模拟 182 {vU;(eN
13.9 创建脚本 184 *#7]PA Qw
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 o>o! -uf
14.1 理论背景 186 3pjK`"Nmz\
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 L(DDyA{bA
14.3 生成脚本数据 190 j S<."a/n
14.4 导出散射数据 193 -gVsOX0
14.5 创建臂 194 HB, k}Q
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 /Bp5^(s
14.7 加载两个臂的文件 200 O^KIB%}fu
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 !Hx[ `3
14.9 连接元件 202 pN#RTb8o
14.10 运行模拟 203 v6KRE3:V
14.11 创建图以查看结果 204 [xHHm5$
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] pvYBhTz0
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