《OptiBPM入门教程》

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前言 OtrXYiKB
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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。 G "c&C
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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。 'b?#4rq}
*FI5z[8,
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。 jpPdjQ
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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。 \.XT:B_
QSl:=Q'
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。 (mOqv9pn
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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 +aXMHT"U

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 $\JQGic`

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目录 dvrvpDoE.
1 入门指南 4 Lv`8jSt\
1.1 OptiBPM安装及说明 4 5 O{Ip-
1.2 OptiBPM简介 5 5Tcl<Y6l
1.3 光波导介绍 8 f0N)N}y
1.4 快速入门 8 Dn{19V.L
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 [E..VesrM
2.1 定义MMI耦合器材料 28 0&SrKn
2.2 定义布局设置 29 &)fhlp5
2.3 创建一个MMI耦合器 31 jN5} 2 p*
2.4 插入input plane 35 :"y7Weh
2.5 运行模拟 39 ~Q{[fy=
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 o0-fUCmC
3 创建一个单弯曲器件 44 nEa'e5 lg
3.1 定义一个单弯曲器件 44 q:D0$YY0
3.2 定义布局设置 45 ozxK?AMgG
3.3 创建一个弧形波导 46 pRDON)$
3.4 插入入射面 49 lN=m$J
3.5 选择输出数据文件 53 nJM9c[Ou^H
3.6 运行模拟 54 C7c|\T
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 \V!X& a
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ??esB&4?
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ]'bQ(<^#
4.2 定义布局设置 61 {TcbCjyw
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 {XVf|zM,
4.4 插入输入面 62 D^T7pO
4.5 运行模拟 63 Pvb+
4.6 预览最大值 65 eA~_)-Z-
4.7 绘制波导 69 (Db*.kd8,
4.8 指定输出波导的路径 69 d9Ow 2KrC
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 V]CK'
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ZF11v(n
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 yg]nS<K~4
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 07G*M ]
5.1 定义波导材料 75 *t]&b ;=gE
5.2 定义布局设置 76 aaa#/OWQZ
5.3 创建波导 76 +%cr?g
5.4 修改输入平面 77 zLIa! -C
5.5 指定波导的路径 78 \Kzt*C-ZH
5.6 运行模拟 79 88+\mX;A#
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 N6m*xxI{
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 b6E8ase:F
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 X0r#,u
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ~%!U,)-
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 FO3eg"{N
6.2 定义布局结构 89 5 xzB1n8
6.3 绘制并定位波导 91 Hh'14n&W
6.4 生成布局脚本 95 dxhjPS~^Q
6.5 插入和编辑输入面 97 pl^"1Z=*
6.6 运行模拟 98 +/UXy2VRt$
6.7 修改布局脚本 100 576-X_a,
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 PTc\I
7 应用预定义扩散过程 104 D 5wR?O
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 $8yGY
7.2 定义布局设置 106 r7BH{>-
7.3 设计波导 107 x)qHeS
7.4 设置模拟参数 108 ?0)XS<
7.5 运行模拟 110 a.*j8T
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 V;+$/>J`vB
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ug3lMN4UX
7.8 添加一个新的轮廓 111 ah$7 Oudj
7.9 创建上方的线性波导 112 -D^y)
8 各向异性BPM 115 nJ0eZBgB]
8.1 定义材料 116 `/j|Rb|eow
8.2 创建轮廓 117 {*r$m>HpM
8.3 定义布局设置 118 E1 gTrMo
8.4 创建线性波导 120 ~9'4w-Sy
8.5 设置模拟参数 121 3[O =2
8.6 预览介电常数分量 122 7(+ZfY~w"
8.7 创建输入面 123 3usA
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 bqwW9D(
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 u|*|RuY
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 C-b%PgA
9.2 定义布局设置 130 48NXj\L[y
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ua>~$`@gX
9.4 编辑输入平面 132 TOF62,
9.5 设置模拟参数 134 i}{Q\#=#
9.6 运行模拟 135 VKJ~ZIO@A
10 电光调制器 138 &Or=_5Y`
10.1 定义电解质材料 139 N#!1@!2BN
10.2 定义电极材料 140 &"6ktKrIg
10.3 定义轮廓 141 fy-Z{
10.4 绘制波导 144 v.&*z48
10.5 绘制电极 147 zc~xWy+
10.6 静电模拟 149 8q[WfD
10.7 电光模拟 151 nZ+5@( *
11 折射率(RI)扫描 155 yl+)I
11.1 定义材料和通道 155 iwx0V
11.2 定义布局设置 157 Dj&bHC5%
11.3 绘制线性波导 160 csA.3|rv
11.4 插入输入面 160 dX}dO)%m{
11.5 创建脚本 161 <>/MKMq!
11.6 运行模拟 163 P\0%nyOG(%
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 .wOLi Ms
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 6i=wAkn_J
12.1 定义材料 165 )$N{(Cke2T
12.2 创建参考轮廓 166 V>j`
12.3 定义布局设置 166 W$&Ets8zo
12.4 用户自定义轮廓 167 x9 L\"
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ?(UXK hs
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ]=VI"v<X
13.1 定义材料 173 _q}%!#4
13.2 创建钛扩散轮廓 173 !PTbR4s
13.3 定义晶圆 174 :=7;P)
13.4 创建器件 175 A;HKR4p;8
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 CKw)J}z
13.6 定义电极区域 178 KKJ[
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ^G<M+RF2J
13.8 运行模拟 182 yj9gN}+
13.9 创建脚本 184 U>jk`?zW
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 U4pvQE.m<
14.1 理论背景 186 qz SI cI
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 +-137!x\q
14.3 生成脚本数据 190 Q*{ 2
14.4 导出散射数据 193 =qQQ^`^F'~
14.5 创建臂 194 Z6ex<[`I
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 %K,,Sl_
14.7 加载两个臂的文件 200 Q'M Ez
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 @(?d0xCg
14.9 连接元件 202 1k({(\>qq
14.10 运行模拟 203 j2n@8sCSO
14.11 创建图以查看结果 204 LA0x6E+I
N Uml"
}#^F'%zf
有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] Qt39H@c|z~
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