《OptiBPM入门教程》

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前言 |_Naun=+~
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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。 }e&KO?x+
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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。 K1m!S9d`x
Y-}hNZn"{
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。 TE*>a5C|
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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。 :ofE8]
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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。 hq|jC
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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 e3HF"v]2!

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 )_x8?:lv

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目录 ^)eessZ
1 入门指南 4 &?`d8\z
1.1 OptiBPM安装及说明 4 3rXL0&3w%
1.2 OptiBPM简介 5 1xFhhncf
1.3 光波导介绍 8 P:zEx]Y%
1.4 快速入门 8 .R<s<]
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 PBPJ/puW
2.1 定义MMI耦合器材料 28 } (GQDJp
2.2 定义布局设置 29 6`$,-(J=
2.3 创建一个MMI耦合器 31 skmDsZzw
2.4 插入input plane 35 Z3u""oM/
2.5 运行模拟 39 *;\ K5
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 X*p:&=o
3 创建一个单弯曲器件 44 sKE*AGFLd
3.1 定义一个单弯曲器件 44 eAenkUBz6,
3.2 定义布局设置 45 eBLHT
3.3 创建一个弧形波导 46 %n V@'3EI
3.4 插入入射面 49 ZT3jxwe
3.5 选择输出数据文件 53 duiKFNYN
3.6 运行模拟 54 hQW#a]]V:
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ><Mbea=U+
4 创建一个MMI星形耦合器 60 )}zA,FOA*
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 i,U-H\p&
4.2 定义布局设置 61 SqT"/e]b'
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 .+yJh
4.4 插入输入面 62 FdK R{dX}
4.5 运行模拟 63 ggYIq*4
4.6 预览最大值 65 c,u$tnE)
4.7 绘制波导 69 9N3oVHc?
4.8 指定输出波导的路径 69 Zj /H3,7
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 =f{Z~`3
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ,_X,V!
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 jy)9EU=
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 =tvm=
5.1 定义波导材料 75 ^PCL^]W
5.2 定义布局设置 76 5G]#'tu
5.3 创建波导 76 , K"2tb
5.4 修改输入平面 77 enfu%"(K)
5.5 指定波导的路径 78 A_4\$NZ^
5.6 运行模拟 79 |RbUmuj
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 56~da ){gd
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 B )3SiU
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 K+aJ`V
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ?_h#>
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 V[2<ha[n>
6.2 定义布局结构 89 neMe<jr
6.3 绘制并定位波导 91 d ;Gm{g#
6.4 生成布局脚本 95 f~(^|~ZT
6.5 插入和编辑输入面 97 =_~'G^`tu
6.6 运行模拟 98 ]MH \3g;
6.7 修改布局脚本 100 u[% J#S
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 4dD@lG~
7 应用预定义扩散过程 104 q~A|R
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 0z2R`=)
7.2 定义布局设置 106 u+i/CE#w
7.3 设计波导 107 w `9GygS
7.4 设置模拟参数 108 9?mOLDu}Q0
7.5 运行模拟 110 }v|[h[cZ
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 L[9+xK^g
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 oeqJ?1=!
7.8 添加一个新的轮廓 111 I>(z)"1
7.9 创建上方的线性波导 112 sC*E;7gT,
8 各向异性BPM 115 cH8H)55F
8.1 定义材料 116 |Z)/
8.2 创建轮廓 117 X]qp~:4G
8.3 定义布局设置 118 L bK1CGyA
8.4 创建线性波导 120 KgkB)1s@n
8.5 设置模拟参数 121 ,Y/>*,J
8.6 预览介电常数分量 122 qb/!;U_
8.7 创建输入面 123 O8}s*}]
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 C3`.-/{D"
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Lm2cW$s
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 N pIlQaMo4
9.2 定义布局设置 130 q\b9e&2Y
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 9"v ox
9.4 编辑输入平面 132 UgBY ){<
9.5 设置模拟参数 134 PyJblW
9.6 运行模拟 135 |HIA[.q
10 电光调制器 138 /?<9,7#i
10.1 定义电解质材料 139 P6Ol+SI#m
10.2 定义电极材料 140 z:q'?{`I
10.3 定义轮廓 141 d=Ihl30m
10.4 绘制波导 144 zCN;LpbEJY
10.5 绘制电极 147 S6Xw+W02
10.6 静电模拟 149 S%%qn
10.7 电光模拟 151 W;j)ux7jMY
11 折射率(RI)扫描 155 U%6lYna{M#
11.1 定义材料和通道 155 ).6/ii9gt
11.2 定义布局设置 157 lIT2 AFX+
11.3 绘制线性波导 160 s`#j8>`M
11.4 插入输入面 160 WxI]Fcb<
11.5 创建脚本 161 /]UNN~(
11.6 运行模拟 163 vTa23YDW
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 CKK5+
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 e5y`CXX
12.1 定义材料 165 &?6~v
12.2 创建参考轮廓 166 gnK!"!nL
12.3 定义布局设置 166 v*p)"J *
12.4 用户自定义轮廓 167 CHSD8D
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 +2enz!z#k
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 G&B}jj
13.1 定义材料 173 T{kwy3
13.2 创建钛扩散轮廓 173 B3=/iOb#
13.3 定义晶圆 174 O[J+dWyp
13.4 创建器件 175 jWjK-q@Y
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 O-m}P
13.6 定义电极区域 178 8i~'~/x
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 U-:Z^+Y
13.8 运行模拟 182 Q9 ",
13.9 创建脚本 184 {?_)m/\
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 -Q8`p
14.1 理论背景 186 c_=zd6 b$S
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 &cejy>K
14.3 生成脚本数据 190 ~DS9{Y
14.4 导出散射数据 193 lJ2/xE]
14.5 创建臂 194 jYx(
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 I!@`_Q9N
14.7 加载两个臂的文件 200 =?x=CEW
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 PhdL@Mr
14.9 连接元件 202 e/%YruzS
14.10 运行模拟 203 FC.-u"V
14.11 创建图以查看结果 204 6<O]_HZ&
O
TUCpmj
有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] f4^_FK&
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