《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。 .zQ:u{FT
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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。 G n"]<8yl~
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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。 bA}9He1
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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。 H'k$<S
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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。 #\s*>Z
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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 VuA7rIF$66

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 aX`"V/

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目录 Ie{98
1 入门指南 4 I?`}h}7.
1.1 OptiBPM安装及说明 4 68Po`_/s
1.2 OptiBPM简介 5 HS>(y2}'
1.3 光波导介绍 8 V/|).YG2
1.4 快速入门 8 n^aSio6
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 z~&uLu
2.1 定义MMI耦合器材料 28 uQh dg4
2.2 定义布局设置 29 wZ6D\I
2.3 创建一个MMI耦合器 31 d 90
2.4 插入input plane 35 6. N?=R
2.5 运行模拟 39 biAI*t
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 MMlryn||1
3 创建一个单弯曲器件 44 V]I@&*O~r
3.1 定义一个单弯曲器件 44 8K+(CS>xvO
3.2 定义布局设置 45 <xM$^r)
3.3 创建一个弧形波导 46 tLCu7%P>
3.4 插入入射面 49 9V&}%
3.5 选择输出数据文件 53 ,=sbK?&
3.6 运行模拟 54 O/g|E47
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 PWeCk2xH
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ZK:dhwer
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 iMG)zPj
4.2 定义布局设置 61 _)|_KQQu
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 fP3e{dVf
4.4 插入输入面 62 .OhpItn
4.5 运行模拟 63 X3[gi`
4.6 预览最大值 65 >tF3|:\
4.7 绘制波导 69 t~5m[C[`w
4.8 指定输出波导的路径 69 vByt_X
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 48%-lkol)
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 N>h/!# ZC
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 C]S~DK1
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 @ig'CF%(
5.1 定义波导材料 75 590.mCm
5.2 定义布局设置 76 *R9s0;&:
5.3 创建波导 76 aq~>$CHa
5.4 修改输入平面 77 Zop3[-
5.5 指定波导的路径 78 9%fd\o@X
5.6 运行模拟 79 '{]1!yMh
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 n(X{|?
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 /V'^$enK!}
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 J%VcvBaJm
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 a=ye!CN^
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 -64@}Ts*?
6.2 定义布局结构 89 EY3x o-H
6.3 绘制并定位波导 91 nc<wDE6
6.4 生成布局脚本 95 feJzX*u
6.5 插入和编辑输入面 97 7D'-^#S5
6.6 运行模拟 98 'XW[uK]w)
6.7 修改布局脚本 100 -,xCUG<g
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 q/T(s
7 应用预定义扩散过程 104 y{&k`H
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 4%!#=JCl
7.2 定义布局设置 106 Zl,c+/
7.3 设计波导 107 7 s+j)
7.4 设置模拟参数 108 #Z;6f{yWf
7.5 运行模拟 110 8H2zMIB
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 I+JWDYk
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ku2gFO
7.8 添加一个新的轮廓 111 q%H`/~AYM
7.9 创建上方的线性波导 112 TcB^Sctf
8 各向异性BPM 115 @|I:A
8.1 定义材料 116 V[9#+l~#
8.2 创建轮廓 117 }E o\=>l7
8.3 定义布局设置 118 Ufx^@%v
8.4 创建线性波导 120 2bJqZ,@
8.5 设置模拟参数 121 K)-Gv|*t
8.6 预览介电常数分量 122 MHF31/g\
8.7 创建输入面 123 T >pz/7gb
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 l'yX_`*Iq
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 O$dcy!
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 v %?y5w
9.2 定义布局设置 130 CMQlxX?
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 tKr.{#)
9.4 编辑输入平面 132 LwPZRE#
9.5 设置模拟参数 134 oAnNdo
9.6 运行模拟 135 L&D+0p^lI
10 电光调制器 138 ,(1n(FZ
10.1 定义电解质材料 139 U,G!u=+
10.2 定义电极材料 140 'A^;P]y
10.3 定义轮廓 141 Sf_q;Ws
10.4 绘制波导 144 "hE/f~\
10.5 绘制电极 147 ?nVwT[
10.6 静电模拟 149 =O~ J
10.7 电光模拟 151 t=-t xnlr<
11 折射率(RI)扫描 155 1/ZvcdYB
11.1 定义材料和通道 155 Z.Otci>J
11.2 定义布局设置 157 <5Ye')+
11.3 绘制线性波导 160 j|6@>T1
11.4 插入输入面 160 .,-,@ZK
11.5 创建脚本 161 gKp5*
11.6 运行模拟 163 Z`FEB0$
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 "ITC P<+
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 YN=dLr([<
12.1 定义材料 165 *8QESF9
12.2 创建参考轮廓 166 VXE85
12.3 定义布局设置 166 L&gC
12.4 用户自定义轮廓 167 mbf'xGO
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Gky e
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 3CKd[=-Z
13.1 定义材料 173 Ffvv8x
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ?MW*`U
13.3 定义晶圆 174 "7]YvZYu0
13.4 创建器件 175 k`j>lhH
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 %VV\biO]
13.6 定义电极区域 178 'ycr/E&m{
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 P^lzl:|
13.8 运行模拟 182 tQ,,krw~
13.9 创建脚本 184 +*I'!)T^B
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 U~;Rzoe)q*
14.1 理论背景 186 miWPLnw=L
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 2H,^i,
14.3 生成脚本数据 190 V`ODX>\
14.4 导出散射数据 193 U{ZE|b.?b
14.5 创建臂 194 v?s]up @@h
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 N5ph70#y3
14.7 加载两个臂的文件 200 b]-~{' +
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 NmH1*w<A
14.9 连接元件 202 *btLd7c%
14.10 运行模拟 203 "8.to=Lx
14.11 创建图以查看结果 204 5B|&+7dCw
有兴趣扫码加微联系[attachment=117462] (f-Mm0%[
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