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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》
"T- `$'9
前 言
9U%N@Dq`Z
QMpoa5ZQG
随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。
/ID?DtJ
% p 0xM
OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。
v 7x:dcV
j ku}QM^
通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
/n8B,-Z5s5
}_68j8`
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
= i7`ek
Dv/WE>?Aw
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
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_zwUE
《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
I2nhqJy^
上海讯技光电科技有限公司
J" :,Vd!*-
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@$+ecaVW
目 录
go<W( ,O
1 入门指南 4
I}vm U^Y>
1.1 OptiBPM安装及说明 4
x3"#POp
1.2 OptiBPM简介 5
#gcF"L| |
1.3 光波导介绍 8
'&|=0TDd+
1.4 快速入门 8
%$Aq le[
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
E 0?iXSJ
2.1 定义MMI耦合器材料 28
6<ZkJ:=
2.2 定义布局设置 29
Aj4T"^fv
2.3 创建一个MMI耦合器 31
[Yc G(^^
2.4 插入input plane 35
4 sT88lG4n
2.5 运行模拟 39
;h jwD
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
6 jn3`D
3 创建一个单弯曲器件 44
3z&Fi;<+j
3.1 定义一个单弯曲器件 44
<fFTY130:
3.2 定义布局设置 45
ZXuv CI
3.3 创建一个弧形波导 46
c. 2).Jt,
3.4 插入入射面 49
TBT:/ Vfun
3.5 选择输出数据文件 53
U b * wuI
3.6 运行模拟 54
/Bm( `T
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
*N<&GH(j
4 创建一个MMI星形耦合器 60
la+[bm< v
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
]3 l 9:|
4.2 定义布局设置 61
>\Ww;1yV
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
k-{<=>uM
4.4 插入输入面 62
:FTMmW,>'
4.5 运行模拟 63
<U\B!fO'
4.6 预览最大值 65
Oz%>/zw[h
4.7 绘制波导 69
^i} L-QR
4.8 指定输出波导的路径 69
w_{wBL[3e
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
n@,G8=J?
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
rMhB9zB1
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
Evjj"h&0J
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
cj'}4(
5.1 定义波导材料 75
z3;*Em8Ir
5.2 定义布局设置 76
,~]tg77
5.3 创建波导 76
pv Gf\pu
5.4 修改输入平面 77
T r1?620
5.5 指定波导的路径 78
{*I``T_+
5.6 运行模拟 79
TmV,&['mg
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
hj.a&%
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
8;+B*+%@n
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
PU^l.
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
*=I}Qh( 1
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
B2 'i7P s
6.2 定义布局结构 89
In<n& i b
6.3 绘制并定位波导 91
M 4?ig}kh
6.4 生成布局脚本 95
.w8J*JZ
6.5 插入和编辑输入面 97
5jgR4a*_v
6.6 运行模拟 98
5?F__Hx*2
6.7 修改布局脚本 100
Dw<bn<e-
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
zPj HsulK
7 应用预定义扩散过程 104
}%_ b$
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
ne_TIwf w-
7.2 定义布局设置 106
f m)pulz
7.3 设计波导 107
t_$2CRG#
7.4 设置模拟参数 108
[VsKa\9u
7.5 运行模拟 110
G'ei/Me6{
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
xk5@d6Y{r
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
5a|w+H O,
7.8 添加一个新的轮廓 111
r[b(I@T +
7.9 创建上方的线性波导 112
$4 S@
8 各向异性BPM 115
f-`)^ 5E
8.1 定义材料 116
'z%o16F)L
8.2 创建轮廓 117
)\J+Kiy)
8.3 定义布局设置 118
V4'YWdTi
8.4 创建线性波导 120
rPLm5ni
8.5 设置模拟参数 121
+~mA}psr
8.6 预览介电常数分量 122
0c<.iM
8.7 创建输入面 123
0+kH:dP{
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
%&w3;d;c
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
2 Q/4bJpd
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
LIvFx |
9.2 定义布局设置 130
lFV N07hG
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
4GY[7^
9.4 编辑输入平面 132
CzRc%%BA
9.5 设置模拟参数 134
e :% ieH<
9.6 运行模拟 135
D*gFV{ Ws
10 电光调制器 138
"AnC?c9?-^
10.1 定义电解质材料 139
CsoiyY -2
10.2 定义电极材料 140
}dWq=)*
10.3 定义轮廓 141
SEGri#s
10.4 绘制波导 144
w&o&jAb-M
10.5 绘制电极 147
N D(/uyI
10.6 静电模拟 149
v*SEb~[
10.7 电光模拟 151
+wN^c#~7
11 折射率(RI)扫描 155
8&?s#5zA
11.1 定义材料和通道 155
qUob?| ^
11.2 定义布局设置 157
s/q7.y7n{
11.3 绘制线性波导 160
x,|hU@h
11.4 插入输入面 160
w35J.zn
11.5 创建脚本 161
1DE<r KI
11.6 运行模拟 163
C/vI EYG4
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
=u2l. CX
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
J; { N72
12.1 定义材料 165
Sjyoc<Uo
12.2 创建参考轮廓 166
| r&k48@
12.3 定义布局设置 166
$c:ynjL|P-
12.4 用户自定义轮廓 167
VC\ S'z
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
qln3 k`
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
beRVD> T
13.1 定义材料 173
;CmS ~K:
13.2 创建钛扩散轮廓 173
gcPTLh[^Er
13.3 定义晶圆 174
LcSX *MC
13.4 创建器件 175
zQ@I}K t
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
ZniB]k1
13.6 定义电极区域 178
snf ~}:&
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
_wkVwPr
13.8 运行模拟 182
:Q $K<)[
13.9 创建脚本 184
K]s[5
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
LcB]Xdsa(
14.1 理论背景 186
wV icyiY]
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
oX S1QT`B
14.3 生成脚本数据 190
Ma.` A
14.4 导出散射数据 193
{*0<T|<n
14.5 创建臂 194
p?7v$ev_
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
H:t$'kb`
14.7 加载两个臂的文件 200
KxYw J
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
@z4*.S&tz
14.9 连接元件 202
\ 3wfwu.q
14.10 运行模拟 203
tiB_a}5IB
14.11 创建图以查看结果 204
'IZI:V"
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632]
R7$:@<:g
Q[vJqkgT
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