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《OptiBPM入门教程》
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infotek
2023-04-24 14:24
《OptiBPM入门教程》
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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。
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lqoVfj'6M
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。
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bU4\Yu
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。
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^g+M=jq _
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。
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w*4sT+ P
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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《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
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上海讯技光电科技有限公司
2021年4月
dpcv'cRfw
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目 录
<+`}: A
1 入门指南 4
lIatM@gU
1.1 OptiBPM安装及说明 4
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1.2 OptiBPM简介 5
&!8u4* K5j
1.3 光波导介绍 8
= XUt?5
1.4 快速入门 8
QnH~' k
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
qd [Z\B
2.1 定义MMI耦合器材料 28
rf2-owWN
2.2 定义布局设置 29
G4f%=Z
2.3 创建一个MMI耦合器 31
"3a_C,\
2.4 插入input plane 35
Y}Nd2
2.5 运行模拟 39
^0"[l {
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
be&,V_F
3 创建一个单弯曲器件 44
L?hWH0^3
3.1 定义一个单弯曲器件 44
>!P ! F(
3.2 定义布局设置 45
O#b%&s"o
3.3 创建一个弧形波导 46
^Pc&`1Ap
3.4 插入入射面 49
0 ^ $6U
3.5 选择输出数据文件 53
,09d" 7`X
3.6 运行模拟 54
J|o )c~
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
}{) >aJ
4 创建一个MMI星形耦合器 60
K1fnHpK
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
G E fTs[
4.2 定义布局设置 61
9jt+PII
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
)u5+<OG}=
4.4 插入输入面 62
7Dx <Sr!
4.5 运行模拟 63
7cT ~u
4.6 预览最大值 65
m[?gN&%nc
4.7 绘制波导 69
B#x.4~YX
4.8 指定输出波导的路径 69
cpBTi
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
^$F1U,o i
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
G9a6 $K)b
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
}JBLzk5|
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
kT4Tb%7KM
5.1 定义波导材料 75
K<ok1g'0
5.2 定义布局设置 76
]s:%joj%^
5.3 创建波导 76
!5[5l!{x
5.4 修改输入平面 77
I> 3]VR i
5.5 指定波导的路径 78
wO ?A/s
5.6 运行模拟 79
*`wgqin
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
y [sO0u\
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
i;}m IsNBY
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
\TXCq@
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
#x5?RHX56
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
qCgoB 0
6.2 定义布局结构 89
T0P_&E@X
6.3 绘制并定位波导 91
p v*n.U6
6.4 生成布局脚本 95
H~r":A'"*
6.5 插入和编辑输入面 97
"iTi+UZxe
6.6 运行模拟 98
!%%(o%bi~
6.7 修改布局脚本 100
&>%9JXU
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
Eh&HN-&
7 应用预定义扩散过程 104
q <Zza
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
nf9NJ_8}4H
7.2 定义布局设置 106
GbN|!,X1m
7.3 设计波导 107
8P3"$ 2q
7.4 设置模拟参数 108
^5BQ=
7.5 运行模拟 110
[}t^+^/
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
,f W%Qv
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
/#I~iYPe
7.8 添加一个新的轮廓 111
U/3 <p8
7.9 创建上方的线性波导 112
OtFGo 8
8 各向异性BPM 115
Z</.Ss 4
8.1 定义材料 116
-yP_S~ \n
8.2 创建轮廓 117
Dk`(Wgk2
8.3 定义布局设置 118
9&} i[x4
8.4 创建线性波导 120
79O'S du@
8.5 设置模拟参数 121
EgT?Hvx:
8.6 预览介电常数分量 122
,c9K]>8m`
8.7 创建输入面 123
V+&C_PyC
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
$c<NEt_\
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
w_]`)$9
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
eT6T@C](
9.2 定义布局设置 130
j0+l-]F-
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
X{G&r $
9.4 编辑输入平面 132
H$={i$*,Y
9.5 设置模拟参数 134
$ I }k>F
9.6 运行模拟 135
u</LgOP`-
10 电光调制器 138
_[t:Vm e}v
10.1 定义电解质材料 139
M=Cl|
10.2 定义电极材料 140
*'jI >^o
10.3 定义轮廓 141
's_[ #a;Vp
10.4 绘制波导 144
38l 8n.
10.5 绘制电极 147
;2jH;$HZ
10.6 静电模拟 149
Gj H$!P=.
10.7 电光模拟 151
;"Q.c#pA$g
11 折射率(RI)扫描 155
K@>($BX]
11.1 定义材料和通道 155
>#~>!cv6D
11.2 定义布局设置 157
SM8Wg >
11.3 绘制线性波导 160
!b 4v}70,
11.4 插入输入面 160
"9bd;Tt:
11.5 创建脚本 161
FH7h ?!|t
11.6 运行模拟 163
[h[@? 8vB
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
GLtd6; V
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
{7Q)2N C
12.1 定义材料 165
{ k8R6l1
12.2 创建参考轮廓 166
% "CF-K@th
12.3 定义布局设置 166
@Tz}y" VG
12.4 用户自定义轮廓 167
*BF G{P
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
&-zW1 wf
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
6Mh"{N7
13.1 定义材料 173
7X`]}z4g
13.2 创建钛扩散轮廓 173
[Lal_}m?
13.3 定义晶圆 174
S}/5W
13.4 创建器件 175
GLWEoV9<
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
B3g # )
13.6 定义电极区域 178
^ZPynduR
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
5/YGu=,
13.8 运行模拟 182
_ 2 o ZhJ
13.9 创建脚本 184
:Fh#"<A&&
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
(bp4ly^
14.1 理论背景 186
v@ifB I
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
7 F> a&r
14.3 生成脚本数据 190
wU(!fw\
14.4 导出散射数据 193
GW,RE\Q:
14.5 创建臂 194
'@dk3:3t
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
jT=fq'RK
14.7 加载两个臂的文件 200
=M9 ;`EmC
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
R1vuf*A5,
14.9 连接元件 202
H[2W (q6
14.10 运行模拟 203
.OcI .1H [
14.11 创建图以查看结果 204
$|m'~AmI
有兴趣扫码加微联系[attachment=117462]
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