《OptiBPM入门教程》

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前言 0iz\<' p
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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 Gq<APtr
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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。 ZZ>(o d!B
<,9rXjeRl
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。 @j%7tfW
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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。 U{HBmSR
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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。 p >nKNd_aQ
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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 ]YB,K)WQ

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 *C^TCyBK;

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目录 t\\<+^[%
1 入门指南 4 D5!I{hp"
1.1 OptiBPM安装及说明 4 i\{fM}~W$
1.2 OptiBPM简介 5 >a: 6umY
1.3 光波导介绍 8 c2yZvi
1.4 快速入门 8 \Zn~y--Z
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 3[%n@i4H|
2.1 定义MMI耦合器材料 28 <"LA70Hkk
2.2 定义布局设置 29 @%6"xnb`
2.3 创建一个MMI耦合器 31 |1/?>=dDm
2.4 插入input plane 35 +^%0/0e
2.5 运行模拟 39 *,wW-8
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 f5.Be%
3 创建一个单弯曲器件 44 "GAKi}y">v
3.1 定义一个单弯曲器件 44 g<i>252>
3.2 定义布局设置 45 s18A
3.3 创建一个弧形波导 46 bWMb@zm
3.4 插入入射面 49 EL9JM}%0v
3.5 选择输出数据文件 53 p%e/>N.P
3.6 运行模拟 54 1( ]{tF
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 l,j0n0h.
4 创建一个MMI星形耦合器 60 N gOc2I
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 byJ[1UK
4.2 定义布局设置 61 RIF*9=,S
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 37|EG
4.4 插入输入面 62 [uu<aRAg3O
4.5 运行模拟 63 "D ivsq^
4.6 预览最大值 65 hj3wxH.}
4.7 绘制波导 69 m>'#664q1
4.8 指定输出波导的路径 69 :Y&h'FGZm
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 (vbI4&r
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 kJ B u7
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 .vpx@_;]9
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 {uiL91j.
5.1 定义波导材料 75 SCXtBZ`.G
5.2 定义布局设置 76 k i{8f
5.3 创建波导 76 xc$jG?83#
5.4 修改输入平面 77 f_> lz
5.5 指定波导的路径 78 t` zPx#])
5.6 运行模拟 79 FdMTc(>
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 v?S3G-r
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 Mog!pmc{
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 (EOYJHZB!
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 k)S'@>n{u
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 DbK-3F_
6.2 定义布局结构 89 [u/Wh+
6.3 绘制并定位波导 91 f_tC:T4a
6.4 生成布局脚本 95 O@,9a~Ghd
6.5 插入和编辑输入面 97 5x' ^.$K >
6.6 运行模拟 98 n7'X.=o7
6.7 修改布局脚本 100 uJL[m(G
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 etH]-S
7 应用预定义扩散过程 104 b$eZ>X
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 'E1m-kJz
7.2 定义布局设置 106 YRJw,xl
7.3 设计波导 107 wRj&k(?*
7.4 设置模拟参数 108 lNqF@eCT9
7.5 运行模拟 110 LT)G"U~
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 66Xo3o
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 $jv/00:&
7.8 添加一个新的轮廓 111 .V|o-~c
7.9 创建上方的线性波导 112 ,c[f/sT\
8 各向异性BPM 115 +:m'
8.1 定义材料 116 VY'1 $
8.2 创建轮廓 117 A\~tr
8.3 定义布局设置 118 0o-KjX?kP
8.4 创建线性波导 120 kV+O|9
8.5 设置模拟参数 121 ;bes#|^F
8.6 预览介电常数分量 122 Py-}tFr
8.7 创建输入面 123 f hr QJ
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 CqbPUcK
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 hZLwg7X!
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 KJN{p~Q
9.2 定义布局设置 130 E=8$*YUW(g
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 +umVl
9.4 编辑输入平面 132 Cw&U*H
9.5 设置模拟参数 134 ma(E}s
9.6 运行模拟 135 \*6Ld%:h$
10 电光调制器 138 g:CMIe4
10.1 定义电解质材料 139 UqsX@jL!
10.2 定义电极材料 140 ".T&nS[z
10.3 定义轮廓 141 cAc>p-y%
10.4 绘制波导 144 TSAVXng
10.5 绘制电极 147 Y+UM>
10.6 静电模拟 149 x6B_5eF
10.7 电光模拟 151 oN7JNMT
11 折射率(RI)扫描 155 P|4qbm4%O,
11.1 定义材料和通道 155 gN/6%,H}
11.2 定义布局设置 157 5t~p99#?
11.3 绘制线性波导 160 O%?d0K
11.4 插入输入面 160 <hSrx7o
11.5 创建脚本 161 QIZbAnn_
11.6 运行模拟 163 W: vw.
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 .3yxg}E>{
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Ud[Zv?tA:
12.1 定义材料 165 l9Sx'<
12.2 创建参考轮廓 166 E8s&.:;+
12.3 定义布局设置 166 SN/ e41
12.4 用户自定义轮廓 167 %>Y86>mVz
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 eW^_YG%(
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 UuvI?D
13.1 定义材料 173 Auz.wes
13.2 创建钛扩散轮廓 173 XF 8$D
13.3 定义晶圆 174 rYYAZ(\8
13.4 创建器件 175 98AX=%8
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 bI?YNt,
13.6 定义电极区域 178 ,/>hWAx
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 iI(7{$y
13.8 运行模拟 182 l.Qv9Ll|b
13.9 创建脚本 184 DYKJVn7w
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 5??\[C^"}
14.1 理论背景 186 ow{SsX
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 }+4^ZbX+:
14.3 生成脚本数据 190 r|>a;nY
14.4 导出散射数据 193 J` J^C
14.5 创建臂 194 43 h0i-%1
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 b7_uT`<
14.7 加载两个臂的文件 200 rG*Zp7{
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 {Bb:S"7NX
14.9 连接元件 202 ~@wM[}ThP$
14.10 运行模拟 203 <p74U( V
14.11 创建图以查看结果 204 E1uyMh-dy
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有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] J<4egk4
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