《OptiBPM入门教程》

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前言 ZibHT:n
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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。 +p<Y)Z(>6
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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。 aL=VNZ!Pqc
Y =`3L
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。 AQ0L9?
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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。 bQ .y,+
SxH}/I|W
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。 `b7o
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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 zNXkdw

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 ;[9cj&7C<

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目录 >eUAHmXQ|
1 入门指南 4 =G=.THRUk
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ^R<= }
1.2 OptiBPM简介 5 /VJ@`]jhDf
1.3 光波导介绍 8 ORHC bw9
1.4 快速入门 8 }W|CIgF*
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 WHpbQQX
2.1 定义MMI耦合器材料 28 HE(U0<9c
2.2 定义布局设置 29 6Jj)[ R\5=
2.3 创建一个MMI耦合器 31 "+XO[WGc
2.4 插入input plane 35 ZcdS?Z2k
2.5 运行模拟 39 =6A<>
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 nK96A.B%p
3 创建一个单弯曲器件 44 u YH{4%
3.1 定义一个单弯曲器件 44 `b%/.%]$
3.2 定义布局设置 45 qrOTb9&y
3.3 创建一个弧形波导 46 vMC;5r6*d
3.4 插入入射面 49 KM\`,1?x92
3.5 选择输出数据文件 53 <N`rcKE%~P
3.6 运行模拟 54 bpU^|r^W
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 *aT!|;
4 创建一个MMI星形耦合器 60 49kY]z|"w
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 8;Pdd1GyUL
4.2 定义布局设置 61 (sl]%RjGa
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 \+>b W(
4.4 插入输入面 62 1zp,Suv
4.5 运行模拟 63 m[8#h(s*t
4.6 预览最大值 65 =oHJ_
4.7 绘制波导 69 <A6<q&g|E
4.8 指定输出波导的路径 69 8vP d~te
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 [%h^qJ
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 0<Pe~i_=
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 O42An$}
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 $YSOkyC?
5.1 定义波导材料 75 y-Ol1R3:c#
5.2 定义布局设置 76 sP&E{{<QTF
5.3 创建波导 76 -51L!x}1c
5.4 修改输入平面 77 IM@Qe|5
5.5 指定波导的路径 78 #Gg^fm
5.6 运行模拟 79 2KzKNe(
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 gM=~dBz
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 !nYAyjf
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 >l7 o/*4
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 WW_X:N~~e\
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 -0Q!:5EC
6.2 定义布局结构 89 lW2qVR
6.3 绘制并定位波导 91 6zI?K4o
6.4 生成布局脚本 95 Df4n9m}E
6.5 插入和编辑输入面 97 7u}r^+6_o
6.6 运行模拟 98 $Z,+aLmb
6.7 修改布局脚本 100 ]pGr'T~Gj
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 EgO4:8$h
7 应用预定义扩散过程 104 < xV!vN
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 /2U.,vw
7.2 定义布局设置 106 REsThB
7.3 设计波导 107 3&zmy'b*:
7.4 设置模拟参数 108 dy0!Zz
7.5 运行模拟 110 npe*A
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 CkflEmfe
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 8q0 .yhb
7.8 添加一个新的轮廓 111 }i[jJb`bY
7.9 创建上方的线性波导 112 VEn%_9(]
8 各向异性BPM 115 H_2hr[
8.1 定义材料 116 q<UqGj7#
8.2 创建轮廓 117 ~cez+VQe
8.3 定义布局设置 118 \"*l:x-u
8.4 创建线性波导 120 ILpB:g
8.5 设置模拟参数 121 W"0#
8.6 预览介电常数分量 122 E }yxF.
8.7 创建输入面 123 Rza\n8
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 {P3,jY^
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 f9rToH
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ML]?`qv '
9.2 定义布局设置 130 1,mf]7k$
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 OGVhb>LO1
9.4 编辑输入平面 132 A<Na,EC
9.5 设置模拟参数 134 nxJhK T
9.6 运行模拟 135 xM*v!J,
10 电光调制器 138 .xD-eWw3R
10.1 定义电解质材料 139 Vz,WPm$I
10.2 定义电极材料 140 $@NZ*m%?JQ
10.3 定义轮廓 141 }I;W
10.4 绘制波导 144 Du{]r[[C
10.5 绘制电极 147 w9oiu$7),
10.6 静电模拟 149 emaNmpg
10.7 电光模拟 151 `rcjZ^n
11 折射率(RI)扫描 155 oT_,k}LIX
11.1 定义材料和通道 155 l5MxJ>?4%B
11.2 定义布局设置 157 z~W@`'f
11.3 绘制线性波导 160 " c]Mz&z
11.4 插入输入面 160 vZKo&jUk
11.5 创建脚本 161 ooq>/OI0
11.6 运行模拟 163 FxUH?%w
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 `b2I)xC#
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 s)L7o)56/
12.1 定义材料 165 b)V[d8IA
12.2 创建参考轮廓 166 7OZs~6(
12.3 定义布局设置 166 Oo0$n]*;W
12.4 用户自定义轮廓 167 E8nqExQ
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ?e@Ff"Y@e
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 QL)UPf>Kp
13.1 定义材料 173 <ya3|ycnS
13.2 创建钛扩散轮廓 173 EmH{G
13.3 定义晶圆 174 S38D cWIw
13.4 创建器件 175 %1 v)rg y
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 X3"V1@-i4$
13.6 定义电极区域 178 &x;nP6mV
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 h{! @^Q
13.8 运行模拟 182 gC3{:MC-G
13.9 创建脚本 184 OVd"'|&6_
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 "L,FUo^&
14.1 理论背景 186 w7 QIKsI0
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 \<PW_'6
14.3 生成脚本数据 190 Mz06cw&
14.4 导出散射数据 193 dv,8iOL
14.5 创建臂 194 "qF&%&#r'
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 kxdLJ_
14.7 加载两个臂的文件 200 EfyF]cYL
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 F|PYDC
14.9 连接元件 202 s<5t}{x
14.10 运行模拟 203 :4WwCpgz,
14.11 创建图以查看结果 204 qV^H vZJ
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有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] ,wq.C6;&
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