《OptiBPM入门教程》

B'D\l\w   前  言 WcOnv'l,   1va~.;/rG   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。 Py~1xf/   @d1YN]ede   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。 #7r13$>!   oO4hBM([   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 QnTKo&|9   N!~5S`   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 {~"fq.h!M   wsEOcaie   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 O\+b1+&b3Y   M/J?$j   《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 F.cKg~E|e   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Z4s+8cTHn   VxAG=E   4G3u8)b=   目 录 R KXhD PA   1 入门指南 4 xS+!/pBf"Y   1.1 OptiBPM安装及说明 4 ;@FCaj&   1.2 OptiBPM简介 5 s`2q(`}   1.3 光波导介绍 8 H DYWDp   1.4 快速入门 8 {XEX0|TZ   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 P\ia ?9   2.1 定义MMI耦合器材料 28 <;lwvO   2.2 定义布局设置 29 . 2{*>Dzi   2.3 创建一个MMI耦合器 31 =oT4!OUf   2.4 插入input plane 35 HJ+Q7)   2.5 运行模拟 39 WYm<_1   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43  \OW.?1d   3 创建一个单弯曲器件 44 V.-cm51I   3.1 定义一个单弯曲器件 44 '>k1h.i   3.2 定义布局设置 45 M3VTzwuf^S   3.3 创建一个弧形波导 46 dlRTxb^Y>u   3.4 插入入射面 49 Sfa;;7W@R   3.5 选择输出数据文件 53 BIXbdo5F   3.6 运行模拟 54 f=IF_|@ ^S   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 <)a7Nrc\T   4 创建一个MMI星形耦合器 60 ?3y>K!D(A   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ] B?NDxU   4.2 定义布局设置 61 8gxo{<,9   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 6&;h+;h   4.4 插入输入面 62 V<ii   4.5 运行模拟 63 _%wB*u,X   4.6 预览最大值 65 U'LPaf$O   4.7 绘制波导 69 jx#9   4.8 指定输出波导的路径 69 69S*\'L   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Q%:Z&lgy   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 D]twid~OS   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 &EhOSu   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 O$7 cN\Z   5.1 定义波导材料 75 "$.B@[iY@   5.2 定义布局设置 76 CI1K:K AM   5.3 创建波导 76 pv,z$ 3Q   5.4 修改输入平面 77 TDX~?>P   5.5 指定波导的路径 78 R0urt   5.6 运行模拟 79 +`7!4gxwK!   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ct @3]   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 +E']&v$   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 aUi^7;R&<   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 84<zTmm   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ~U4Cf >   6.2 定义布局结构 89 jN!VrRA   6.3 绘制并定位波导 91 {s 0!hp   6.4 生成布局脚本 95 K! 8l!FFl   6.5 插入和编辑输入面 97 tB`IBuy9!"   6.6 运行模拟 98 `SA1V),~   6.7 修改布局脚本 100 9 ^=kt 2[   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 0j2mTF(C   7 应用预定义扩散过程 104 BP@V:z   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 %<|cWYM="z   7.2 定义布局设置 106 #~4;yY\$I   7.3 设计波导 107 A{Qo}F<*   7.4 设置模拟参数 108 KB{IWu   7.5 运行模拟 110 ; o(:}d   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Ya}}a   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 aTkMg   7.8 添加一个新的轮廓 111 0J6* U[   7.9 创建上方的线性波导 112 }:S}jo7   8 各向异性BPM 115 P?@o?   8.1 定义材料 116 h0C>z2iH   8.2 创建轮廓 117 )<$<9!L4x   8.3 定义布局设置 118 Mp(;PbVD   8.4 创建线性波导 120 +F~B"a   8.5 设置模拟参数 121 3bT?4   8.6 预览介电常数分量 122 :jJ0 +Q   8.7 创建输入面 123 U|b)Bw<P   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 xwj{4fzpk{   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 +UiJWO   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 .LGA0   9.2 定义布局设置 130 hW`o-'   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ts;^,|h   9.4 编辑输入平面 132 bc;?O`I<   9.5 设置模拟参数 134 rH'|$~a   9.6 运行模拟 135 \}AJ)v*<   10 电光调制器 138 CSH*^nk':O   10.1 定义电解质材料 139 ANfy+@   10.2 定义电极材料 140 >3}N ;   10.3 定义轮廓 141 )x35   10.4 绘制波导 144 GcG$>&,   10.5 绘制电极 147 Z*IW*f&0>1   10.6 静电模拟 149 U;M!jj   10.7 电光模拟 151 2cwJ);Eg2   11 折射率(RI)扫描 155 Ya-GDB;L   11.1 定义材料和通道 155 nW`] =   11.2 定义布局设置 157 "bz.nE*   11.3 绘制线性波导 160 "N)InPR-   11.4 插入输入面 160 RY1-Zj lb<   11.5 创建脚本 161 S4rm K&   11.6 运行模拟 163 J ~KygQ3%   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 pktnX-Slt   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ZZYtaVF:   12.1 定义材料 165 (h h^?   12.2 创建参考轮廓 166 +??pej]Rp   12.3 定义布局设置 166 %/BBl$~ji   12.4 用户自定义轮廓 167 g`~;"%u7cn   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 b}*q*Bq   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 <sX_hIA^Fx   13.1 定义材料 173 sXtt$HID=   13.2 创建钛扩散轮廓 173 wL}X~Xa3i   13.3 定义晶圆 174 Gyrc~m[$   13.4 创建器件 175 MHGaf`7ro   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 w ~^{V4V   13.6 定义电极区域 178 ;,7m   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Lhr lz,1   13.8 运行模拟 182 Ocz21gl-?`   13.9 创建脚本 184 nU0##   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 MO|Pv j~[   14.1 理论背景 186 ap,zC)[   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 @!|h!p;   14.3 生成脚本数据 190 5kADvi.   14.4 导出散射数据 193 F~~9/#   14.5 创建臂 194 {bG.X?b   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 [z6P]eC7   14.7 加载两个臂的文件 200 _ q AT%.   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 [{#n?BT   14.9 连接元件 202 rDu?XJA   14.10 运行模拟 203 )\kNufP   14.11 创建图以查看结果 204 q^7=/d8   d*=qqe H   k(v &+v   有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] [E"3?p

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