《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。 54Baz
7O)U(<70
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。 P"<HxT?
Ba\l`$%X
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。 tCk;tu!d
T{iv4`'
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。 tfr*/+F
0.~Pzg
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。 C#<:x!
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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 \wxS~T<&L

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 T>&d/$;]

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目录 7J]tc1-re
1 入门指南 4 TvE M{
1.1 OptiBPM安装及说明 4 McgTTM;E
1.2 OptiBPM简介 5 `o6Hm
1.3 光波导介绍 8 .O{2]e$
1.4 快速入门 8 <|M cE
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Bf;dp`(/
2.1 定义MMI耦合器材料 28 99@uU[&IJ
2.2 定义布局设置 29 8Vkw vc
2.3 创建一个MMI耦合器 31 oyBBW?m
2.4 插入input plane 35 JRkC~fv
2.5 运行模拟 39 SsDe\"?Q
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 -,Q !:
3 创建一个单弯曲器件 44 ,c@^u6a
3.1 定义一个单弯曲器件 44 {q%wr*
3.2 定义布局设置 45 ISI\<qx
3.3 创建一个弧形波导 46 "r!O9X6
3.4 插入入射面 49 1f]04TI
3.5 选择输出数据文件 53 ~Cx07I_lf
3.6 运行模拟 54 /2K4ka<?7
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 92F(Sl
4 创建一个MMI星形耦合器 60 fPf8hz>
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 )z/+!y
4.2 定义布局设置 61 ,BCtNt(
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 TC80nP
4.4 插入输入面 62 )\C:|
4.5 运行模拟 63 ugEh}3
4.6 预览最大值 65 $9DV}
4.7 绘制波导 69 LMf_wsp
4.8 指定输出波导的路径 69 \`\& G-\
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 CA)DQYp{
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 `H6-g=C
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 `Ym7XF&
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 6fhH)]0
5.1 定义波导材料 75 V,<3uQD9a
5.2 定义布局设置 76 lCBb0k2
5.3 创建波导 76 7t7"glP
5.4 修改输入平面 77 5w)tsGX\
5.5 指定波导的路径 78 GndU}[0J
5.6 运行模拟 79 a9C8Q l
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Vu '3%~
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 )<bgZ, v
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 79|=y7i#
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 &FF%VUfQJ
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 V&U1WV/
6.2 定义布局结构 89 >NWrT^rk
6.3 绘制并定位波导 91 =*7K_M&
6.4 生成布局脚本 95 q~68)D(
6.5 插入和编辑输入面 97 V9*Z
6.6 运行模拟 98 g5X;]%:
6.7 修改布局脚本 100 m?DI]sIv#
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @:\Iw"P
7 应用预定义扩散过程 104 ;/w-7O:
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 pj:s+7"t
7.2 定义布局设置 106 vt@5Hb)
7.3 设计波导 107 "c8 -xG
7.4 设置模拟参数 108 P` Hxj> {
7.5 运行模拟 110 '\8gY((7
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 m~cz
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 u`I&&
7.8 添加一个新的轮廓 111 XKD0n^L[
7.9 创建上方的线性波导 112 7\>P@s
8 各向异性BPM 115 U5N/'p%)<
8.1 定义材料 116 U~8;y'
8.2 创建轮廓 117 u;f${Wn'3
8.3 定义布局设置 118 c5x2FM z
8.4 创建线性波导 120 6-8,qk
8.5 设置模拟参数 121 c++GnQc.
8.6 预览介电常数分量 122 %5#ts/f
8.7 创建输入面 123 'B dZN
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 w U".^ +
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 N>kY$*
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 b&[bfM<
9.2 定义布局设置 130 a*?bnw?
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Fk(nf9M%
9.4 编辑输入平面 132 :.8@ xVH
9.5 设置模拟参数 134 4D+S\S0bk
9.6 运行模拟 135 "Sm'TZx
10 电光调制器 138 jcrLUs+\
10.1 定义电解质材料 139 v_M-:e3`
10.2 定义电极材料 140 kr ,&aP<,
10.3 定义轮廓 141 !'|^`u=eL
10.4 绘制波导 144 P2la/jN
10.5 绘制电极 147 H_w&_h&
10.6 静电模拟 149 SU>2MT^
10.7 电光模拟 151 F/gA[Y|,gI
11 折射率(RI)扫描 155 = BcKWC
11.1 定义材料和通道 155 n~ w.\939@
11.2 定义布局设置 157 t}FwS6u
11.3 绘制线性波导 160 UnTnc6Bo7W
11.4 插入输入面 160 in}d(%3h
11.5 创建脚本 161 yN-o?[o
11.6 运行模拟 163 zciL'9
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 e_U1}{=t
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 i7rO5<
12.1 定义材料 165 l9Xz,H
12.2 创建参考轮廓 166 1jHugss9|
12.3 定义布局设置 166 `Vph=`0
12.4 用户自定义轮廓 167 ;iA6[uz
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 3|++2Z{},
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 >|j8j:S[
13.1 定义材料 173 vs=8x\W
13.2 创建钛扩散轮廓 173 iO$Z?Dyg9
13.3 定义晶圆 174 Bs?B\k=
13.4 创建器件 175 3m;*gOLk6
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 >)`yG'[
13.6 定义电极区域 178 o2'^MxKb T
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 w?eJVi@w{
13.8 运行模拟 182 O+f'Ql
13.9 创建脚本 184 hYvWD.c}
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 nDG41)|
14.1 理论背景 186 ;@5N
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 9Rf})$o+
14.3 生成脚本数据 190 `1xJ1z#
14.4 导出散射数据 193 _;zIH5 H
14.5 创建臂 194 +"yt/9AO
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 T)CEcz
14.7 加载两个臂的文件 200 `8x.Mv
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 @#u'z~a)
14.9 连接元件 202 s?Wkh`b
14.10 运行模拟 203 +cXdF
14.11 创建图以查看结果 204 a ]b%v9
有兴趣扫码加微联系[attachment=117462] v% c-El%
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