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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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Q 5AS N"_
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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7ui<2(W@0
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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<odi>!ViH
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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T 1d@=&0"
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。
U"r*kO %
u !BU^@ P
《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
% G= cKM
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月
)-4c@
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目 录
B=cA$620
1 入门指南 4
'7'/ +G'~&
1.1 OptiBPM安装及说明 4
"&={E{pQ
1.2 OptiBPM简介 5
DSLX/u o1
1.3 光波导介绍 8
Tksv7*5$
1.4 快速入门 8
_x.2&S89
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
<W0(!<U
2.1 定义MMI耦合器材料 28
{bXN[=j
2.2 定义布局设置 29
4~ }NB% ,
2.3 创建一个MMI耦合器 31
6:2* <
2.4 插入input plane 35
<SNr\/aCRi
2.5 运行模拟 39
1J!v;Y\\
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
Tr?p/9.m
3 创建一个单弯曲器件 44
toY_1
3.1 定义一个单弯曲器件 44
8ae`V!5
3.2 定义布局设置 45
Pl B3"{}0Q
3.3 创建一个弧形波导 46
ZjxF@`H
3.4 插入入射面 49
L gF?1?
3.5 选择输出数据文件 53
D|5mNX %e
3.6 运行模拟 54
AZ!/{1 Az
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
uj3`M9
4 创建一个MMI星形耦合器 60
*P' X[z
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
_#K|g #p5
4.2 定义布局设置 61
X`g<"Ka
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
EGD{n E
4.4 插入输入面 62
8[@,i|kgg0
4.5 运行模拟 63
c^w^'<
4.6 预览最大值 65
7g*!6-W[
4.7 绘制波导 69
FsqH:I4O
4.8 指定输出波导的路径 69
3V]dl)en%
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
r%;|gIky
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
Y^]n> X
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
YIk@{V
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
9fX0?POG
5.1 定义波导材料 75
{gzQ/|}#z-
5.2 定义布局设置 76
X uP%/\
5.3 创建波导 76
%i\rw*f
5.4 修改输入平面 77
M %,\2!$
5.5 指定波导的路径 78
jsA x;Z:QT
5.6 运行模拟 79
uRy}HLZ"
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
a?W5~ ?\9
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
'_? Z{|
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
ZW;Ec+n_K
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
QP(d77 n
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
h>V6}(~;.
6.2 定义布局结构 89
4]1/{</B|
6.3 绘制并定位波导 91
yM 7{ v$X0
6.4 生成布局脚本 95
d>Tv?'o`q
6.5 插入和编辑输入面 97
q!W,2xqZoq
6.6 运行模拟 98
_7N?R0j^9N
6.7 修改布局脚本 100
]n4PM=hz
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
x6K_!L*Fx]
7 应用预定义扩散过程 104
+\+j/sa
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
p@78Xmu?q
7.2 定义布局设置 106
(g;O,`|c,
7.3 设计波导 107
.+>fD0fW7Y
7.4 设置模拟参数 108
oJ M; CN
7.5 运行模拟 110
W)1nc"WqY
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
qD%88c)g
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
w&IYCYK_
7.8 添加一个新的轮廓 111
0-PT%R
7.9 创建上方的线性波导 112
KF&8 l/f
8 各向异性BPM 115
=H7p&DhD [
8.1 定义材料 116
[`tOhL
8.2 创建轮廓 117
>yc),]1~
8.3 定义布局设置 118
'R1C-U3w,
8.4 创建线性波导 120
0VvY(j:hp
8.5 设置模拟参数 121
D;JZ0."
8.6 预览介电常数分量 122
iAe"oXK|
8.7 创建输入面 123
+ _ehzo97
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
`/1rZ#
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
Y AR$6&
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
#_\**%,<
9.2 定义布局设置 130
();Z,A
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
:&5u)
9.4 编辑输入平面 132
e| C2/U-
9.5 设置模拟参数 134
)T '?"guh`
9.6 运行模拟 135
X%-"b`
10 电光调制器 138
>CG;df<~
10.1 定义电解质材料 139
{ 31X
10.2 定义电极材料 140
&5jc &CS
10.3 定义轮廓 141
#}.{|'L
10.4 绘制波导 144
2KXF XR
10.5 绘制电极 147
4grV2xtX
10.6 静电模拟 149
fBTNI`#
10.7 电光模拟 151
.z CkB86
11 折射率(RI)扫描 155
$ ^)g,
11.1 定义材料和通道 155
@/aJi6d"^E
11.2 定义布局设置 157
9Cd=^Im5
11.3 绘制线性波导 160
,6y.wNb :F
11.4 插入输入面 160
y-@`3hYM@
11.5 创建脚本 161
Af]BR_-
11.6 运行模拟 163
gs}&a3d7k
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
V B ^1wm
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
gT[] "ZT7
12.1 定义材料 165
CWZv />,%
12.2 创建参考轮廓 166
(xfy?N
12.3 定义布局设置 166
\B 8 j9
12.4 用户自定义轮廓 167
Fu?_<G%Ynp
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
xNY&*jI
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
q8_E_s-U,
13.1 定义材料 173
/hg^ hF
13.2 创建钛扩散轮廓 173
_7v4S/V
13.3 定义晶圆 174
^Gbcs l~Gj
13.4 创建器件 175
Hv"qRuQ?[
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
y[f%0*\B
13.6 定义电极区域 178
_ y'g11 \
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
aa]|
13.8 运行模拟 182
Lz9|"F"V
13.9 创建脚本 184
Aa-OMo;~
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
Ai% Wt-
14.1 理论背景 186
r"L:Mu
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
cgcU2N6y;
14.3 生成脚本数据 190
sNG 7fi.|
14.4 导出散射数据 193
{ o'(_.{
14.5 创建臂 194
).Z U0fV
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
,~ =+]9t
14.7 加载两个臂的文件 200
i @M^ l`w
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
4,`t9f^:
14.9 连接元件 202
Hm 0;[i
14.10 运行模拟 203
4d`f?8vS
14.11 创建图以查看结果 204
1A]
有兴趣扫码加微联系[attachment=117462]
nKwOSGPQt
9n d,8N ji
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