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《OptiBPM入门教程》
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infotek
2023-05-15 08:52
《OptiBPM入门教程》
W)F<<B,
前 言
[I6(;lq2
Dsq_}6l{
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。
^G :}%4
kp F") 0qr
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。
6<aZr\Ufg
]M^ k~Xa
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。
4)- ?1?)
( X(61[Lu
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。
\tv^],^`
)9F o
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。
^(}D
Z8vMVo
《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
BhAWIH8@C
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月
h?t#ABsVK
RbOEXH*]
I^}q;L![\
目 录
~H<oqk:O-
1 入门指南 4
0)<\j o1 F
1.1 OptiBPM安装及说明 4
d,%e? 8x5
1.2 OptiBPM简介 5
8b f_W3
1.3 光波导介绍 8
R'Gka1v
1.4 快速入门 8
hY* ylzr83
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
`.oWmBey\
2.1 定义MMI耦合器材料 28
U%.%:'eV=
2.2 定义布局设置 29
'YQVf]4P
2.3 创建一个MMI耦合器 31
\xCI8 *W
2.4 插入input plane 35
@*Y"[\ "$
2.5 运行模拟 39
cy_'QS$W
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
e6G=Bq$
3 创建一个单弯曲器件 44
" a&|{bv
3.1 定义一个单弯曲器件 44
xi+bBqg<.K
3.2 定义布局设置 45
+qPpPjG;
3.3 创建一个弧形波导 46
qS8p )pw
3.4 插入入射面 49
ig-V^P
3.5 选择输出数据文件 53
Bqcih$`BVU
3.6 运行模拟 54
8m prK`p
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
4n9".UHh
4 创建一个MMI星形耦合器 60
.Iu8bN(L`
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
g?7I7W~?`
4.2 定义布局设置 61
X jPPgI
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
j\I{ pW-
4.4 插入输入面 62
a *hWODYn
4.5 运行模拟 63
xX !`0T7Y
4.6 预览最大值 65
%w$\v"^_Y
4.7 绘制波导 69
|2Krxi3*
4.8 指定输出波导的路径 69
f6of8BOg
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
!g`^<y !
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
R Jp Rsr
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
kA .U 2
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
l1 M %
5.1 定义波导材料 75
I ~U1vtgp
5.2 定义布局设置 76
R^p'gQc$
5.3 创建波导 76
mRurGaR
5.4 修改输入平面 77
QLPb5{>KDS
5.5 指定波导的路径 78
I>bO<T`
5.6 运行模拟 79
S^8C\ E
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
^@V; `jsll
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
W>E/LBpE4
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
t6,bA1*5y
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
@%^JB
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
?lPn{oB9"
6.2 定义布局结构 89
7Mj:bm &9
6.3 绘制并定位波导 91
,<CFjtelO
6.4 生成布局脚本 95
/!i `K {
6.5 插入和编辑输入面 97
G (3wI}
6.6 运行模拟 98
mf W}^mu
6.7 修改布局脚本 100
cb3Q{.-.#
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
GXnrVI
7 应用预定义扩散过程 104
ez-jVi-Fi
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
!,cL c}a
7.2 定义布局设置 106
?Tlt(%f
7.3 设计波导 107
c:[8ng 2v
7.4 设置模拟参数 108
#FhgKwx
7.5 运行模拟 110
"- ?uB Mz
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
6 uTFgSqZ
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
/prR ;'ks
7.8 添加一个新的轮廓 111
j[RY
7.9 创建上方的线性波导 112
n~Yr`5+Z
8 各向异性BPM 115
'>^!a!<G
8.1 定义材料 116
=j"bLX6;
8.2 创建轮廓 117
FokSg[ ) 5
8.3 定义布局设置 118
hh[ @q*C
8.4 创建线性波导 120
~( ;HkT
8.5 设置模拟参数 121
*'n L[]
8.6 预览介电常数分量 122
R* `=Bk0+
8.7 创建输入面 123
cakwGs_{
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
S]Qf p,
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
ri1;i= W
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
4M )oA|1w
9.2 定义布局设置 130
pV( qan,
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
O>LqpZ
9.4 编辑输入平面 132
u*m|o8
9.5 设置模拟参数 134
0aqq*e'c
9.6 运行模拟 135
4J{W8jX
10 电光调制器 138
[y&uc
10.1 定义电解质材料 139
@b9qBJfQ
10.2 定义电极材料 140
3De(:c)@
10.3 定义轮廓 141
'!"rE1e
10.4 绘制波导 144
%D49A-R
10.5 绘制电极 147
Ms=N+e$n
10.6 静电模拟 149
FvXpqlp
10.7 电光模拟 151
tPb <*{eG
11 折射率(RI)扫描 155
M%#F"^8v
11.1 定义材料和通道 155
B.4Or]
11.2 定义布局设置 157
o&)v{ q
11.3 绘制线性波导 160
N5 b^
11.4 插入输入面 160
8xt8kf*k
11.5 创建脚本 161
GQ 0(lS
11.6 运行模拟 163
^8=e8O
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
9hei8L:
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
Ww0dU _
12.1 定义材料 165
C'6c,
12.2 创建参考轮廓 166
:0kKw=p1R
12.3 定义布局设置 166
"9IR|
12.4 用户自定义轮廓 167
2i$_ ,[fi
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
>-j( [%
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
TPA*z9n+B
13.1 定义材料 173
?!u9=??
13.2 创建钛扩散轮廓 173
tP89gN^PA|
13.3 定义晶圆 174
i8!err._
13.4 创建器件 175
tN;^ {O-(V
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
N8)]d
13.6 定义电极区域 178
c27Zh=;Tj
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
t9r R>Y9
13.8 运行模拟 182
v.53 fx
13.9 创建脚本 184
?L"x >$
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
Q 2'`K|T
14.1 理论背景 186
I2gSgv%
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
>@EwfM4[e
14.3 生成脚本数据 190
63'L58O
14.4 导出散射数据 193
8:U0M'}u>
14.5 创建臂 194
y]g5S-G
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
U45-R -
14.7 加载两个臂的文件 200
k)zBw(wr
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
`_x#`%!#2
14.9 连接元件 202
24*3m&fA*K
14.10 运行模拟 203
8l<~zIoO
14.11 创建图以查看结果 204
E( *S]Z[
cR/e Zf l
65GC7 >[
有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851]
PHMp, z8
P]7s1kgaS
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