光波导《OptiBPM入门教程》

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前言 |3aS17yL>
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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。 Wn2Ny jX
7=L:m7T
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。 5c*p2:]
(R,NV3m?w
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。 3KDu!w@
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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。 t*eleNYeS~
^u=PdBY
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。 Xqc'R5Cw
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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,6-g

上海讯技光电科技有限公司
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目录 *7)S%r,?
1 入门指南 4 YK(XS"Kl
1.1 OptiBPM安装及说明 4 FZM ]o
1.2 OptiBPM简介 5 0G~%UYB-
1.3 光波导介绍 8 A/ox#(!v
1.4 快速入门 8 fQ2!sV
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 }G"r3*
2.1 定义MMI耦合器材料 28 ?v0A/68s#
2.2 定义布局设置 29 e5]&1^+
2.3 创建一个MMI耦合器 31 bjU 2UcI"<
2.4 插入input plane 35 hWl""66+5
2.5 运行模拟 39 6GvhEulYR
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ;5,`Jpca
3 创建一个单弯曲器件 44 2&zn^\%"
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ?6_"nT*}
3.2 定义布局设置 45 6R3"L]J
3.3 创建一个弧形波导 46 S7@ZtFf
3.4 插入入射面 49 buMiJzU
3.5 选择输出数据文件 53 'iMHAP;N
3.6 运行模拟 54 R^mu%dw)(%
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 xCDA1y;j
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ~YR <SV\{
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ux"D ]P
4.2 定义布局设置 61 gOBj0P8s|}
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 M6@'9E]|>
4.4 插入输入面 62 n"K {uj))
4.5 运行模拟 63 hX{g]KE>
4.6 预览最大值 65 U*`
4.7 绘制波导 69 6E)uu; 8
4.8 指定输出波导的路径 69 +MOe{:/6
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 H]T2$'U6
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 =woqHTR
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 aPcGI
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 y<IZ|f
5.1 定义波导材料 75 'l0eo' K
5.2 定义布局设置 76 n $D}0wSM/
5.3 创建波导 76 PVQ#>_~5
5.4 修改输入平面 77 XcJ'm{=
5.5 指定波导的路径 78 7cOg(6N
5.6 运行模拟 79 $=@9 D,R
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 <:kTTye|
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 3cV+A]i
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 A~yw8v5UF
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 i;uG:,ro
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5VoOJ_hq
6.2 定义布局结构 89 E980yXJR
6.3 绘制并定位波导 91 &cn%4Er
6.4 生成布局脚本 95 #%}u8\q
6.5 插入和编辑输入面 97 SSA%1l2!
6.6 运行模拟 98 F$sF 'cw
6.7 修改布局脚本 100 e&FX7dsyy
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 )ZQ9a4%
7 应用预定义扩散过程 104 TQbFI;\
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 %$9)1"T0Y
7.2 定义布局设置 106 /4wm}g9
7.3 设计波导 107 mBD!:V'
7.4 设置模拟参数 108 dwf #~7h_
7.5 运行模拟 110 (c*7VO;
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 |({UV-`
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 c9cphZ(z
7.8 添加一个新的轮廓 111 5,=B1
7.9 创建上方的线性波导 112 ^8f|clw"
8 各向异性BPM 115 R"\ub"]
8.1 定义材料 116 U#~nN+SIt
8.2 创建轮廓 117 X-;Qorb^
8.3 定义布局设置 118 #ZYidt
8.4 创建线性波导 120 #P,[fgNy
8.5 设置模拟参数 121 4E>/*F!
8.6 预览介电常数分量 122 fjK]m.w
8.7 创建输入面 123 tl,x@['p`
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 C.9eXa1wkT
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 B3g82dm
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 /Mi-lh^j-
9.2 定义布局设置 130 !Sy'Z6%f
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 HLyFyv\
9.4 编辑输入平面 132 ~gLEhtW
9.5 设置模拟参数 134 "DcueU#!
9.6 运行模拟 135 _QOOx+%*5
10 电光调制器 138 0u&?Zy9&
10.1 定义电解质材料 139 D0E"YEo\nv
10.2 定义电极材料 140 1l`s1C
10.3 定义轮廓 141 gQ@Pw4bA
10.4 绘制波导 144 n\8[G[M
10.5 绘制电极 147 uX5--o=C
10.6 静电模拟 149 f)s_e
10.7 电光模拟 151 ,j(p}t
11 折射率(RI)扫描 155 r#6l?+W ;
11.1 定义材料和通道 155 =ZJ?xA8
11.2 定义布局设置 157 lj SR?:\
11.3 绘制线性波导 160 g$^qQs)^N
11.4 插入输入面 160 MIXrLh3
11.5 创建脚本 161 39a]B`y
11.6 运行模拟 163 T~ q'y~9o
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 glKs8^W
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 :+dWJNY:
12.1 定义材料 165 3PR7g
12.2 创建参考轮廓 166 w2C!>fJ]1
12.3 定义布局设置 166 Z$m2rZ#
12.4 用户自定义轮廓 167 PuoJw~^h
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 5P t}
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ,%b1 ]zZQ
13.1 定义材料 173 $>rfAs!
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ka9v2tE\
13.3 定义晶圆 174 <"|<)BGeI
13.4 创建器件 175 "a`0w9Mm}
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 *,*:6^t
13.6 定义电极区域 178 \g6 #MNW
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Vx4pP$S
13.8 运行模拟 182 Jm1AJ4mw
13.9 创建脚本 184 -mYI[AG)
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 BaHgc 4zI
14.1 理论背景 186 =smY/q^3
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 N+@@EOmH
14.3 生成脚本数据 190 <x;[ H%
14.4 导出散射数据 193 96V, [-arf
14.5 创建臂 194 /:L&uqA
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 WxP4{T* <
14.7 加载两个臂的文件 200 :tDGNz*zG
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 /s0VyUV=
14.9 连接元件 202 kC#B7*[RM
14.10 运行模拟 203 h|>n3-k|p
14.11 创建图以查看结果 204 laL4ez
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] Yiw^@T\H`
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