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《OptiBPM入门教程》
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infotek
2023-04-24 14:24
《OptiBPM入门教程》
ogPxj KSI
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。
rY c?y
#opFUX-
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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JSO> rpO
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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D?9 =q
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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A 8&%G8d
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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:v c[ iZ
《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
P 0,]Ud
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月
v6iV#yz3(
}!B<MGBd
7 + ?
目 录
{KODwP'~
1 入门指南 4
II),m8G
1.1 OptiBPM安装及说明 4
?2Bp^3ytJ
1.2 OptiBPM简介 5
)M}bc1 _
1.3 光波导介绍 8
CK.Z-_M
1.4 快速入门 8
Km-lWreTH
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
e}7qZ^
2.1 定义MMI耦合器材料 28
h/PWi<R i
2.2 定义布局设置 29
5$N4< Lo7
2.3 创建一个MMI耦合器 31
:#b[gWl0Ru
2.4 插入input plane 35
{T=I~#LjMI
2.5 运行模拟 39
l HZf'P_Wx
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
V18w
3 创建一个单弯曲器件 44
MYjDO>(_
3.1 定义一个单弯曲器件 44
q"fK"H-j
3.2 定义布局设置 45
tpA7"JD
3.3 创建一个弧形波导 46
|9 } G
3.4 插入入射面 49
3/4xP|
3.5 选择输出数据文件 53
d(R3![:
3.6 运行模拟 54
=q>eoXp
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
~I2 IgEj>]
4 创建一个MMI星形耦合器 60
C9({7[k^%
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
1G$ kO90
4.2 定义布局设置 61
!%]]lxi
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
c1e7h l
4.4 插入输入面 62
Dh J<\_;
4.5 运行模拟 63
e>"{nOY4
4.6 预览最大值 65
5jkW@
4.7 绘制波导 69
]vhh*
4.8 指定输出波导的路径 69
qH"e: wgL
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
k1B7uA'h"G
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
dht1I`i"B
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
&eyFA pM[Z
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
vhdT"7`U
5.1 定义波导材料 75
,I'Y)SLx
5.2 定义布局设置 76
#^#N%_8
5.3 创建波导 76
;V`~'357%
5.4 修改输入平面 77
8v c4 J5
5.5 指定波导的路径 78
O:#t> ;
5.6 运行模拟 79
Gz$Dsa G
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
^yjc"r%B
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
Ewu 7tq Z
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
x@ (91f
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
hDzKB))<w
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
Ca]vK'(
6.2 定义布局结构 89
}fL8<HM\'c
6.3 绘制并定位波导 91
A10/ "Ec<u
6.4 生成布局脚本 95
"5ah{,
6.5 插入和编辑输入面 97
Z }$. Tm
6.6 运行模拟 98
CKrh14ul
6.7 修改布局脚本 100
I6 h{S}2
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
lvc X}{>\
7 应用预定义扩散过程 104
D)f hk!<
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
z2S53^C*
7.2 定义布局设置 106
f4]nz:2
7.3 设计波导 107
a!xKS8-S==
7.4 设置模拟参数 108
aW$7:<A{
7.5 运行模拟 110
v!K %\h2A
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
A0o6-M]'0
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
Kx$?IxZ
7.8 添加一个新的轮廓 111
dt^yEapjM
7.9 创建上方的线性波导 112
B1J+`R3OX
8 各向异性BPM 115
~ @ MIG
8.1 定义材料 116
Yq3(,
8.2 创建轮廓 117
2}' &38wMT
8.3 定义布局设置 118
Cm(Hu
8.4 创建线性波导 120
?cowey\m .
8.5 设置模拟参数 121
}=;N3Q" #y
8.6 预览介电常数分量 122
Vad(PS0
8.7 创建输入面 123
Y Q3%vH5#y
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
Y#3m|b 45n
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
)xlNj$(x5n
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
'+T s I Jh
9.2 定义布局设置 130
%\%1EZQ%
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
auaFP-$`f
9.4 编辑输入平面 132
_N0x&9S$
9.5 设置模拟参数 134
)6 ^b\`
9.6 运行模拟 135
:KMo'p L
10 电光调制器 138
rOS fDv
10.1 定义电解质材料 139
k;l^w M
10.2 定义电极材料 140
<o^ mQq&
10.3 定义轮廓 141
"n:L< F,g
10.4 绘制波导 144
* vEG %Y
10.5 绘制电极 147
kVe}_[{m
10.6 静电模拟 149
u,4,s[
10.7 电光模拟 151
5rfGMk <
11 折射率(RI)扫描 155
R-bICGSE
11.1 定义材料和通道 155
X*}S(9cg\i
11.2 定义布局设置 157
Js'COO
11.3 绘制线性波导 160
.@ /5 Ln
11.4 插入输入面 160
eW0:&*.vMj
11.5 创建脚本 161
P g|q{fc
11.6 运行模拟 163
x.>z2.
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
rL&585
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
MoO jM&9
12.1 定义材料 165
at ]L z_\
12.2 创建参考轮廓 166
/,$6`V
12.3 定义布局设置 166
eNi.d;8F
12.4 用户自定义轮廓 167
4,wdIdSm4
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
^V_vpr]}P
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
W~Eq_J?I
13.1 定义材料 173
rQ@ , Y"
13.2 创建钛扩散轮廓 173
fb&K.6"
13.3 定义晶圆 174
%~ZO Q%c1
13.4 创建器件 175
W5EB+b49KM
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
C Vyq/X
13.6 定义电极区域 178
`61 VP-r
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
80c\O-{
13.8 运行模拟 182
+twJHf_U
13.9 创建脚本 184
3[-L'!pOX3
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
>c; q IP)Z
14.1 理论背景 186
a:H}c9 $%
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
WVf;uob{
14.3 生成脚本数据 190
e J2wK3 R
14.4 导出散射数据 193
=/V r,y$
14.5 创建臂 194
Bn-%).-ED
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
?N&"WL^|
14.7 加载两个臂的文件 200
D@7\Fg
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
4 $1sBY/
14.9 连接元件 202
D{PO!WzW
14.10 运行模拟 203
9Z6O{ >
14.11 创建图以查看结果 204
htkn#s~=
有兴趣扫码加微联系[attachment=117462]
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