光波导《OptiBPM入门教程》

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前言 a>,_o(]cW
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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。 es.Y
DAORfFG74
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。 C#1'kQO
qt"6~r!
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。 wgvCgr<
|Zp') JiS
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。 Nl%5OBm
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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。 R$`&g@P="
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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 Az#kE.8b*A

上海讯技光电科技有限公司
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目录 Z.unCf3Q
1 入门指南 4 HJpx,NU'
1.1 OptiBPM安装及说明 4 w-v8P`V
1.2 OptiBPM简介 5 'xaEG,P
1.3 光波导介绍 8 |o(te
1.4 快速入门 8 US9@/V*2
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 R3)ccom
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ';D>Z?l
2.2 定义布局设置 29 K]7[|qf&
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ?>vkY^/
2.4 插入input plane 35 wq1s#ag<
2.5 运行模拟 39 8. +f@wv
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ymqn1ja1
3 创建一个单弯曲器件 44 7*Zm{r@u
3.1 定义一个单弯曲器件 44 /6n"$qon6
3.2 定义布局设置 45 cSG(kFQ
3.3 创建一个弧形波导 46 fLSDt(c',
3.4 插入入射面 49 0%IZ -])
3.5 选择输出数据文件 53 oq1wU@n
3.6 运行模拟 54 |gINB3L
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 #,})N*7
4 创建一个MMI星形耦合器 60 rfSEL 57'
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Tgi7RAY
4.2 定义布局设置 61 _25PyG
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 7M?Sndp$
4.4 插入输入面 62 }20tdD ~
4.5 运行模拟 63 '9<8<d7?
4.6 预览最大值 65 ]<q!pE;t
4.7 绘制波导 69 4ISIg\:c*
4.8 指定输出波导的路径 69 IM2<:N%'
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 JEZ0O&_R
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 0XyPG
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 k{ZQM
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Ze[\y(K!
5.1 定义波导材料 75 PtL8Kd0`C
5.2 定义布局设置 76 G-]_ d
5.3 创建波导 76 b0se-#+
5.4 修改输入平面 77 ?"?AH/ED
5.5 指定波导的路径 78 r(n>N0:0Ls
5.6 运行模拟 79 9~K+h/
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 g0;6}n
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 3qV\XC+
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 G1ruF8
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 vJx( lU`Y
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 uo|:n"v
6.2 定义布局结构 89 tBsvi%F
6.3 绘制并定位波导 91 l%yQ{loTh
6.4 生成布局脚本 95 6bf!v
6.5 插入和编辑输入面 97 j4=\MK
6.6 运行模拟 98 >29c[O"[
6.7 修改布局脚本 100 _Ii=3Qsf
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 W3%RB[s-
7 应用预定义扩散过程 104 bV#j@MJ~0
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 lx?v .:zl\
7.2 定义布局设置 106 i.-2 w6
7.3 设计波导 107 Hbu :HFJ!
7.4 设置模拟参数 108 Wm)Id_
7.5 运行模拟 110 2) 2:KX
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 PVmePgF
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 gh^w !tH3
7.8 添加一个新的轮廓 111 <l+hcYam
7.9 创建上方的线性波导 112 eOZ~p
8 各向异性BPM 115 tWTC'Gx-J
8.1 定义材料 116 jOK!k
8.2 创建轮廓 117 ;2sP3!*
8.3 定义布局设置 118 l$W)Vk<B(T
8.4 创建线性波导 120 87+u`~
8.5 设置模拟参数 121 PdRDUG{Jy
8.6 预览介电常数分量 122 7+6I~&x!Lz
8.7 创建输入面 123 ,bB}lU)
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 jD6T2K7i
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 =<ht@-1
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 l#p?lBm1
9.2 定义布局设置 130 ,1vFX$
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 3u;0,:X&
9.4 编辑输入平面 132 AthR|I|8
9.5 设置模拟参数 134 #Ny+6XM
9.6 运行模拟 135 oj,;9{-
10 电光调制器 138 /7-FVqDx8
10.1 定义电解质材料 139 wx2 z9Q
10.2 定义电极材料 140 h]VC<BD6S
10.3 定义轮廓 141 IZd~Am3f
10.4 绘制波导 144 C]na4yE8
10.5 绘制电极 147 wDBU+Z
10.6 静电模拟 149 {L M Q
10.7 电光模拟 151 C9>^!?>
11 折射率(RI)扫描 155 -KqMSf&9
11.1 定义材料和通道 155 PevT`\>
11.2 定义布局设置 157 4v#s!W
11.3 绘制线性波导 160 !4YmaijeN
11.4 插入输入面 160 9.6ni1a'
11.5 创建脚本 161 B!)Tytm9u
11.6 运行模拟 163 w.=rea~
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ,z+n@sUR:
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 w`zS`+4
12.1 定义材料 165 xBqZ: BQ
12.2 创建参考轮廓 166 91k-os(4]
12.3 定义布局设置 166 v,iq,p)&
12.4 用户自定义轮廓 167 EKmn@S-&P
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 9*r l7
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 bGlr>@;-r
13.1 定义材料 173 b~TTz`HZ
13.2 创建钛扩散轮廓 173 8N4E~*>C
13.3 定义晶圆 174 H*",'`|-
13.4 创建器件 175 W!* P
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 =^)$my\C:
13.6 定义电极区域 178 SkU9iW(k
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Y{X%C\
13.8 运行模拟 182 wiM4,
13.9 创建脚本 184 JDOn`7!w
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 J@ 8OU
14.1 理论背景 186 J d,9<m$
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 RXO5pd
14.3 生成脚本数据 190 ?H8dyQ5"
14.4 导出散射数据 193 # `@jVX0
14.5 创建臂 194 +zl[C
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 xhMAWFg|
14.7 加载两个臂的文件 200 3u,B<
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 9]I{GyH
14.9 连接元件 202 Bc<pD?uOK
14.10 运行模拟 203 \|Y_,fi
14.11 创建图以查看结果 204 r(zn1;zl
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] Y&$puiH-j
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