光波导《OptiBPM入门教程》

{qj>   前  言 !n !~Bw   \*_qP*vq@   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。 0k3 ^+#J   a3p|>M6E   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。 &(wik#S    eYS   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。  5*ABw6'6   Ph-3,cC   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。 *r(iegO$   8whjPn0   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。 w}7`Vas9   r Cmqq/hZ   《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 GT'%HmQI   上海讯技光电科技有限公司 rJZ-/]Xf!6   !a1jc_   LG51e7_gFi   目 录 qE(`@G   1 入门指南 4 JlGyGr^MD   1.1 OptiBPM安装及说明 4 ;9b?[G   1.2 OptiBPM简介 5 x ~KS;hA   1.3 光波导介绍 8 {>5c,L$   1.4 快速入门 8 ]_#[oS   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 mb?yG:L=0b   2.1 定义MMI耦合器材料 28 EMJ}tvL0Tp   2.2 定义布局设置 29 >N44&W   2.3 创建一个MMI耦合器 31 %#|S   2.4 插入input plane 35 ox)/*c<   2.5 运行模拟 39 WqwD"WX+w   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 hydn" 9;   3 创建一个单弯曲器件 44 ?ILNp`k   3.1 定义一个单弯曲器件 44 F5)Ta?3|"<   3.2 定义布局设置 45 8CMI\yk   3.3 创建一个弧形波导 46 wwE9|'Ok   3.4 插入入射面 49 GAPZt4Z2   3.5 选择输出数据文件 53 P]IN YH   3.6 运行模拟 54 w=O:|Xu#*   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 v]vrD2L   4 创建一个MMI星形耦合器 60 :qw:)i   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 .bew,92   4.2 定义布局设置 61 w[loV   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 YIjBKh   4.4 插入输入面 62 V$^x]z   4.5 运行模拟 63  M3u[E   4.6 预览最大值 65 LP.-   4.7 绘制波导 69 e@@kTny(   4.8 指定输出波导的路径 69 G=\rlH]N   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 `5h$@   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 0]NjsOU=   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 vzs6YsA   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Cf8(Jk`v|   5.1 定义波导材料 75 i Ri1E;   5.2 定义布局设置 76 R],,-   5.3 创建波导 76 \:^$ZBQr<n   5.4 修改输入平面 77 7Nx@eoZ   5.5 指定波导的路径 78 #& Rx(   5.6 运行模拟 79 @4hxGk=   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 0vDP-qJV-   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 RrGS$<   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 %p^C,B{7w   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ^> ZQ:xs@(   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 -O. MfI+   6.2 定义布局结构 89 hg=\L5R   6.3 绘制并定位波导 91 U {{RRK|   6.4 生成布局脚本 95 (#7pGGp*E   6.5 插入和编辑输入面 97 p cm|   6.6 运行模拟 98 CuU"s)   6.7 修改布局脚本 100 hF!yp7l;   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 0+M1,?+GfF   7 应用预定义扩散过程 104 W:hR81ci   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 $ 'HiNP {c   7.2 定义布局设置 106 &)<]AG.vd!   7.3 设计波导 107 S ^2'O7uj   7.4 设置模拟参数 108 m,qU})   7.5 运行模拟 110 2{#*z%|z   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Z A7u66   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ,tmo6D62   7.8 添加一个新的轮廓 111 EtN"K-X   7.9 创建上方的线性波导 112 ?9 2+(s   8 各向异性BPM 115 !X*L<)=nh   8.1 定义材料 116 In:h%4>   8.2 创建轮廓 117 eBtkTWx5[/   8.3 定义布局设置 118 .r[J} O"   8.4 创建线性波导 120 i8u9~F   8.5 设置模拟参数 121 ';zLh   8.6 预览介电常数分量 122 $F;$-2   8.7 创建输入面 123 bAt!9uFn   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 >PL/>    9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 (47jop0RDQ   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 0Rrz    9.2 定义布局设置 130 p ;X[_h   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 l<GRM1^kU   9.4 编辑输入平面 132 -&@[]/   9.5 设置模拟参数 134 @DY0Lz;   9.6 运行模拟 135 DpI_`TF#$Z   10 电光调制器 138 ojtcKw   10.1 定义电解质材料 139 B_c(3n-"   10.2 定义电极材料 140 sW|u}8`   10.3 定义轮廓 141 |`_TVzA   10.4 绘制波导 144 .#rI9op   10.5 绘制电极 147 A3!NEFBK   10.6 静电模拟 149 S3btx9y{   10.7 电光模拟 151 # |w,^tV   11 折射率(RI)扫描 155 /.7x[Yc   11.1 定义材料和通道 155 [Z~>7ayF+)   11.2 定义布局设置 157 //K]zu   11.3 绘制线性波导 160 7A3e-51>   11.4 插入输入面 160 m6+2rD   11.5 创建脚本 161 tJ2l_M^   11.6 运行模拟 163 KDg!Y(m{   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 |'Ve75 W6u   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 \`|,wLgH   12.1 定义材料 165 7o0ej #   12.2 创建参考轮廓 166 *l_1T4]S   12.3 定义布局设置 166 WNlWigwYl   12.4 用户自定义轮廓 167 T*|?]k 8@*   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 )u3<lpoTy   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 '00DUUa   13.1 定义材料 173 .Uha%~%   13.2 创建钛扩散轮廓 173 nLdI>c9R   13.3 定义晶圆 174 >(:KEA   13.4 创建器件 175 U>ob)-tl   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 B~LB^ n(>@   13.6 定义电极区域 178 &'T7 ~M:   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 g7_a8_   13.8 运行模拟 182 !i#;P9K   13.9 创建脚本 184 dy|r:~j3   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 pZ OVD%   14.1 理论背景 186 ~wh8)rm   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 (O/hu3   14.3 生成脚本数据 190 |Z#)1K   14.4 导出散射数据 193 0y2iS't   14.5 创建臂 194 2$\Du9+   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 vJmE}   14.7 加载两个臂的文件 200 mbJ#-^}V   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 {3 zq.e{   14.9 连接元件 202 tUz!]P2BUO   14.10 运行模拟 203 wjKW 3   14.11 创建图以查看结果 204 S WYiI   有兴趣扫码加微联系[attachment=116632] [eG- &u

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