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光波导《OptiBPM入门教程》
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infotek
2023-03-10 10:23
光波导《OptiBPM入门教程》
6> Ca O
前 言
7<p? E7
SF?s^
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。
.,7ZD O9{
>W7IWhm3
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。
U**v'%{s
;?'=*+'>
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。
<=7N2t)s4
AiE\PMF~{P
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。
kx _PMp c
)}i;OLw-
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 *&P5|
cgvD>VUw
《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
Yt% E,U~g
上海讯技光电科技有限公司
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j*05!j<'
目 录
z`Cq,Sz/
1 入门指南 4
KB^i=+xr
1.1 OptiBPM安装及说明 4
byUz
1.2 OptiBPM简介 5
+m8gS;'R4
1.3 光波导介绍 8
!j| 93 *
1.4 快速入门 8
r=3knCEWK
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
SWGD(]}uz
2.1 定义MMI耦合器材料 28
s*0PJ\E2
2.2 定义布局设置 29
(~<9\ZJs
2.3 创建一个MMI耦合器 31
Xu8_ <%
2.4 插入input plane 35
A+Xk=k5<
2.5 运行模拟 39
` /z6 Q"
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
*NDM{WB|)
3 创建一个单弯曲器件 44
Aj;F$(su
3.1 定义一个单弯曲器件 44
"""gV)Y
3.2 定义布局设置 45
0H-~-z8Y
3.3 创建一个弧形波导 46
G} &{]w@
3.4 插入入射面 49
a|x1aN 0
3.5 选择输出数据文件 53
>_4Ck{^d#
3.6 运行模拟 54
T&] J3T FJ
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
&l=%* `On
4 创建一个MMI星形耦合器 60
!)(c_ uz
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
1px8af]
4.2 定义布局设置 61
c v b:FK
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
eL-9fld /n
4.4 插入输入面 62
.#,!&Lt
4.5 运行模拟 63
D9;2w7v
4.6 预览最大值 65
4X@ <PX5
4.7 绘制波导 69
6_m5%c~;+r
4.8 指定输出波导的路径 69
e `!PQMLU
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
swBgV,;
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
gJ _{V;R
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
\G? GX
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
zo V4Gl
5.1 定义波导材料 75
2FxrMCC
5.2 定义布局设置 76
cY|?iEV s)
5.3 创建波导 76
F_9e ju^|
5.4 修改输入平面 77
ccc*"_45#
5.5 指定波导的路径 78
0^41dfdE
5.6 运行模拟 79
O\h*?, )
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
%T hY6y(
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
L> ehL(]!
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
B>&Q]J+R
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
g-0?8q5T6
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
M]O _ L
6.2 定义布局结构 89
}pJ6CW
6.3 绘制并定位波导 91
qB57w:J
6.4 生成布局脚本 95
q 6 h'=By
6.5 插入和编辑输入面 97
si:p98[w
6.6 运行模拟 98
DQ '= $z
6.7 修改布局脚本 100
/gkHV3}fu
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
H ?Vo#/
7 应用预定义扩散过程 104
{:U zW\5l)
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
z n| S3c
7.2 定义布局设置 106
Hc`)Q vFRW
7.3 设计波导 107
\qx$ h!<
7.4 设置模拟参数 108
{MP8B'r-6
7.5 运行模拟 110
$#3O:aW
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
KxyD{W1
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
,/?7sHK-0
7.8 添加一个新的轮廓 111
PtH>I, /
7.9 创建上方的线性波导 112
KIY/nu
8 各向异性BPM 115
F];"d0O#5
8.1 定义材料 116
C`qo
8.2 创建轮廓 117
^|u7+b'|t
8.3 定义布局设置 118
Lp!4X1/|\
8.4 创建线性波导 120
7ojU]l y
8.5 设置模拟参数 121
mGss9eZa
8.6 预览介电常数分量 122
/y8=r"'G
8.7 创建输入面 123
]i$ <<u
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
<ttrd%VW
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
R,]J~TfPK
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
K]~! =j)v
9.2 定义布局设置 130
Pu|PIdu!08
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
%y7&~me
9.4 编辑输入平面 132
XH^X4W
9.5 设置模拟参数 134
;rp("<g:>
9.6 运行模拟 135
h/'b (9fS
10 电光调制器 138
caG5S#8-"
10.1 定义电解质材料 139
49 ('pq?D
10.2 定义电极材料 140
!hMD>B2Z
10.3 定义轮廓 141
XZh1/b^DMN
10.4 绘制波导 144
)Y@E5Tuk>
10.5 绘制电极 147
yj:<3_-C*
10.6 静电模拟 149
*Z9Rl >
10.7 电光模拟 151
MNuBZnO
11 折射率(RI)扫描 155
3^jk d)xw
11.1 定义材料和通道 155
Q1Jw7R #?l
11.2 定义布局设置 157
U4$}8~o4
11.3 绘制线性波导 160
=c(t;u6m-
11.4 插入输入面 160
Oax6_kmOj
11.5 创建脚本 161
buj *L&
11.6 运行模拟 163
(WCczXm )
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
h!~Qyb>W
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
{)CN.z:O
12.1 定义材料 165
[-5l=j r
12.2 创建参考轮廓 166
{uCX F~ v
12.3 定义布局设置 166
F `4a 0~?
12.4 用户自定义轮廓 167
<MQ TOz oj
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
mXSs:FqE!
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
za,JCI
13.1 定义材料 173
(drDC1\
13.2 创建钛扩散轮廓 173
r\j*? m ]
13.3 定义晶圆 174
lZ*V.-D^]
13.4 创建器件 175
VF bso3q<j
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
)c <X.4
13.6 定义电极区域 178
Y00hc8<
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
d69synEw>k
13.8 运行模拟 182
-;Ij ,
13.9 创建脚本 184
olxnQY Fo
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
P+Q}bTb8
14.1 理论背景 186
])9|j
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
/J5)_> R:
14.3 生成脚本数据 190
@c -| Sl
14.4 导出散射数据 193
\%czNF
14.5 创建臂 194
&~&oB;uR
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
([ODmZHv
14.7 加载两个臂的文件 200
9>-]*7
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
\"| 7o8
14.9 连接元件 202
VUUE2k;^
14.10 运行模拟 203
w{"ro~9o
14.11 创建图以查看结果 204
yt {?+|tXU
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632]
5_[we1$P
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