《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。 0,~||H{
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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。 !z?&
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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。 m';j#j)w
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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。 IR JN
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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。 [l44,!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 gGZ-B<

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 `PY=B$?{4

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目录 S)LvYOOB@
1 入门指南 4 =csh=V@s
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ej91)3AO
1.2 OptiBPM简介 5 R?{f:,3R
1.3 光波导介绍 8 '/="bSF
1.4 快速入门 8 GFGW'}w-
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 i+qtL3
2.1 定义MMI耦合器材料 28 &u`EYxT
2.2 定义布局设置 29 TWSqn'<E
2.3 创建一个MMI耦合器 31 E)3Ah!
2.4 插入input plane 35 :$6mS[@|
2.5 运行模拟 39 :+_uyp2V
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Bnp\G h
3 创建一个单弯曲器件 44 [KQ#b
3.1 定义一个单弯曲器件 44 +Y?)?
3.2 定义布局设置 45 2dsXG$-W2
3.3 创建一个弧形波导 46 MJ"@
3.4 插入入射面 49 `cQAO1-5
3.5 选择输出数据文件 53 S>Z07d6&
3.6 运行模拟 54 zMke}2
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 aD^jlt
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ^'%Q>FVb
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 XX7zm_>+
4.2 定义布局设置 61 MgO_gFr
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 A)#w~X4
4.4 插入输入面 62 ~xLo0EV"
4.5 运行模拟 63 %W}YtDf\
4.6 预览最大值 65 #<K'RJn
4.7 绘制波导 69 63E)RR_Lh
4.8 指定输出波导的路径 69 Tw,|ZA4XH
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 uc{s\_
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 15z(hzU?#
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 S awf]/
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 BUCPO}I
5.1 定义波导材料 75 L35]'Jua
5.2 定义布局设置 76 =AcK9?%5
5.3 创建波导 76 M3U?\g
5.4 修改输入平面 77 ' hDs.Wnu
5.5 指定波导的路径 78 +iqzj-e&e[
5.6 运行模拟 79 HV&i! M@T
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 gy1R.SN
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ^ Paf-/
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 2FN E ;y(
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 w~C\5 i
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 i>7]9gBm1q
6.2 定义布局结构 89 KV8Ok
6.3 绘制并定位波导 91 `_()|;!y
6.4 生成布局脚本 95 XXw>h4hl
6.5 插入和编辑输入面 97 j.!5&^;u4
6.6 运行模拟 98 e?7y$H-
6.7 修改布局脚本 100 C);3GPp
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 j[Jwa*GQP
7 应用预定义扩散过程 104 "8p<NsU
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 0.S7uH%"
7.2 定义布局设置 106 2]y Hxo/6
7.3 设计波导 107 J`4V\D}n
7.4 设置模拟参数 108 :N!s@6
7.5 运行模拟 110 J%]5C}v \
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 QFK'r\3pU
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Z;z,dw
7.8 添加一个新的轮廓 111 :IX,mDO
7.9 创建上方的线性波导 112 1pK(tm
8 各向异性BPM 115 DS+BX`i%#p
8.1 定义材料 116 ^6gEL~m|]
8.2 创建轮廓 117 e,xJ%f
8.3 定义布局设置 118 }vU^gPH
8.4 创建线性波导 120 z6Fl$FFP
8.5 设置模拟参数 121 Dm%Q96*VAq
8.6 预览介电常数分量 122 'C=(?H)M
8.7 创建输入面 123 n<P&|RTZ
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 R|k:8v{V=
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 @EURp
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 La28%10
9.2 定义布局设置 130 'pyIMB?x
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 pHowioFx
9.4 编辑输入平面 132 gL~3z'$
9.5 设置模拟参数 134 n!sOKw
9.6 运行模拟 135 uGn BlR$}
10 电光调制器 138 JC`;hY
10.1 定义电解质材料 139 s1R#X~d
10.2 定义电极材料 140 vTo+jQs^
10.3 定义轮廓 141 A>,kmU5
10.4 绘制波导 144 k%8kt4\wn6
10.5 绘制电极 147 NiEz3ODSi
10.6 静电模拟 149 KYyoN
10.7 电光模拟 151 ~Y{]yBGoF
11 折射率(RI)扫描 155 7L!}F;yT
11.1 定义材料和通道 155 roPC ^Q
11.2 定义布局设置 157 P9R-41!
11.3 绘制线性波导 160 H]*B5Jv~
11.4 插入输入面 160 ]<ay_w;
11.5 创建脚本 161 dKP| TRd
11.6 运行模拟 163 bl^pMt1fv
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 V lkJ$f5l
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 dNCd-ep
12.1 定义材料 165 oCLM'\
12.2 创建参考轮廓 166 _j4K
12.3 定义布局设置 166 tk)}4b^\%j
12.4 用户自定义轮廓 167 P8H2v_)X&
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 Q);}1'c
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 A/&u/?*C
13.1 定义材料 173 CKSs(-hkJ
13.2 创建钛扩散轮廓 173 ~[kI![
13.3 定义晶圆 174 M04u>| ,
13.4 创建器件 175 [h_d1\ Cr
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 7*%}=.
13.6 定义电极区域 178 OlptO60{ ]
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 f =A#:d
13.8 运行模拟 182 \F\xZ.r
13.9 创建脚本 184 [w-# !X2y
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 IGo5b-ds
14.1 理论背景 186 /1m+iM^V
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 ![eY%2;<
14.3 生成脚本数据 190 a1ps'^Qhh
14.4 导出散射数据 193 DwK$c^2q{.
14.5 创建臂 194 w_;$ahsu~
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 +.rE|)BPy
14.7 加载两个臂的文件 200 Eg2SC?5
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 Au{b1n
14.9 连接元件 202 &T ^bv*P
14.10 运行模拟 203 ;TK$?hrv*1
14.11 创建图以查看结果 204 JV8*;n%}-
有兴趣扫码加微联系[attachment=117462] b_u; `^
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