《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。 ~lk@6{`l|1
Gh=<0WaF=
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。 pw;r 25
^Xa*lR 3
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。 Jh^8xI,`C
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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。 Efvq?cG&
uOFnCy 4
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。 K plM['uF
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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 tIp{},bQ^

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 rg*^w!

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目录 z{' 6f@]
1 入门指南 4 U3N(cFXn
1.1 OptiBPM安装及说明 4 EIPnm%{1
1.2 OptiBPM简介 5 oR#my ^
1.3 光波导介绍 8 0+|>-b/%
1.4 快速入门 8 \kyM}5G(<0
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 5Edo%Hd6
2.1 定义MMI耦合器材料 28 gg(k7e
2.2 定义布局设置 29 44j,,k
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ,m3":{G:t.
2.4 插入input plane 35 c(E,&{+E
2.5 运行模拟 39 .v\PilF
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 }>,CUz
3 创建一个单弯曲器件 44 L&'l3|
3.1 定义一个单弯曲器件 44 M=6G:HHY
3.2 定义布局设置 45 fzyzuS$
3.3 创建一个弧形波导 46 !h*B (,
3.4 插入入射面 49 8(^ ,r#Gy
3.5 选择输出数据文件 53 V pH|R
3.6 运行模拟 54 I5Q~T5Ar
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 S QSA%B$<
4 创建一个MMI星形耦合器 60 )gjGG8Ee
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 s{B_N/^
4.2 定义布局设置 61 %b9fW
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 VRB~7\A5<)
4.4 插入输入面 62 @'Q%Jc(
4.5 运行模拟 63 x*J|i4
4.6 预览最大值 65 9GE]<v,_[
4.7 绘制波导 69 {IrJLlq
4.8 指定输出波导的路径 69 E)Srj~$d
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 qJURPK
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 LC76Qi;|k
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 fSr`>UpxC
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 =nw0# '
5.1 定义波导材料 75 GeVc\$K-
5.2 定义布局设置 76 Uqr{,-]5v
5.3 创建波导 76 d _uFY:
5.4 修改输入平面 77 )6g&v'dq
5.5 指定波导的路径 78 {n6\g]p3
5.6 运行模拟 79 OFQ{9
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 TRo4I{L6S
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 @EYK(QS-
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 rCkYfTYI
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 -C=]n<ak
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 $CM4&{B"i
6.2 定义布局结构 89 F46O!xb%
6.3 绘制并定位波导 91 \1~I04'=
6.4 生成布局脚本 95 P$Axc/H
6.5 插入和编辑输入面 97 D?%e"*>
6.6 运行模拟 98 1aVgwAI
6.7 修改布局脚本 100 s 8Jj6V
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 C_C$5[~-:
7 应用预定义扩散过程 104 wD}EW
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 A=W5W5l(>
7.2 定义布局设置 106 `TOX1cmw
7.3 设计波导 107 wqf&i^_
7.4 设置模拟参数 108 <e[!3,%L
7.5 运行模拟 110 5vYsA1Z
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 z(#=tC|
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 sBbL~ce50?
7.8 添加一个新的轮廓 111 ]gEu.Nth`
7.9 创建上方的线性波导 112 vrQFx~ZztH
8 各向异性BPM 115 b5[f 5
8.1 定义材料 116 q;IhLBl'
8.2 创建轮廓 117 JtThkh'-"
8.3 定义布局设置 118 Dxz5NW4
8.4 创建线性波导 120 X4XFu
8.5 设置模拟参数 121 j\nE8WH
8.6 预览介电常数分量 122 gW/QFZjY
8.7 创建输入面 123 G[vUOEU~O
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 .0?ss0~
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 tnA_!$Y a
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 9t.fij
9.2 定义布局设置 130 kqQphKkL
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 #*[,woNk
9.4 编辑输入平面 132 }rFThI
9.5 设置模拟参数 134 4RlnnXY
9.6 运行模拟 135 3x,Aczb
10 电光调制器 138 M^Q&A R'F
10.1 定义电解质材料 139 h5<T.vV
10.2 定义电极材料 140 =%:JjgKc*t
10.3 定义轮廓 141 $,p.=j;P
10.4 绘制波导 144 f2BS[$oV4
10.5 绘制电极 147 yLV2>kq
10.6 静电模拟 149 xU#]w6
10.7 电光模拟 151 O_qu;Dx!
11 折射率(RI)扫描 155 _-g-'Hr+N
11.1 定义材料和通道 155 n$nne6|O
11.2 定义布局设置 157 &n}8Uw0440
11.3 绘制线性波导 160 V]+o)A$
11.4 插入输入面 160 kyp U&F
11.5 创建脚本 161 G~Sy&XJuq
11.6 运行模拟 163 2nG{>,#C:O
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 Xi1q]ps
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 WHZe)|n
12.1 定义材料 165 C}t+t
12.2 创建参考轮廓 166 d#X&Fi
12.3 定义布局设置 166 =d:R/Z%,
12.4 用户自定义轮廓 167 ;9 =}_h)]
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 xc:`}4
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ~gSF@tz@
13.1 定义材料 173 %4QoF
13.2 创建钛扩散轮廓 173 |JirBz
13.3 定义晶圆 174 b'1/cY/!
13.4 创建器件 175 !gD 3CA
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 'vqj5YTj
13.6 定义电极区域 178 Rfkzv=<"X
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ux"D ]P
13.8 运行模拟 182 gOBj0P8s|}
13.9 创建脚本 184 l5":[C$
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 1]a*Oer}
14.1 理论背景 186 *l-Dh:
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 b/a?\0^
14.3 生成脚本数据 190 Eg287B
14.4 导出散射数据 193 mcAH1k e
14.5 创建臂 194 =B3!jir
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Res"0Q
14.7 加载两个臂的文件 200 uFA|rX
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 i'eYmm96Q
14.9 连接元件 202 )<H 91:.
14.10 运行模拟 203 mGMinzf
14.11 创建图以查看结果 204 z=- 8iks|
有兴趣扫码加微联系[attachment=117462] %l9WZ*yZ`2
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