《OptiBPM入门教程》

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前言 ~d]v{<3
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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。 &U]/SFY
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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。 S5 q1Mn
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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。 -]zb3P
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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。 ~>=.^
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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。 qD>^aEd@4
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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 70R6:

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 klm>/MXI`

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目录 nI6ompTX
1 入门指南 4 xWzybuLp
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ktTP~7UVi
1.2 OptiBPM简介 5 m#RJRuZ|2V
1.3 光波导介绍 8 Ju47}t%HB
1.4 快速入门 8 \Yr*x7!
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 VmPh''Z%-
2.1 定义MMI耦合器材料 28 u)r/#fUZ
2.2 定义布局设置 29 FJ~d&L\l
2.3 创建一个MMI耦合器 31 J Ah!#S(
2.4 插入input plane 35 zT,@PIC(
2.5 运行模拟 39 BVb^xL
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 (y>N\xS9
3 创建一个单弯曲器件 44 K)LoZ^x0)
3.1 定义一个单弯曲器件 44 gE\ ^ vaB
3.2 定义布局设置 45 VR>!Ch
3.3 创建一个弧形波导 46 uKk#V6t#
3.4 插入入射面 49 'M"z3j]m-,
3.5 选择输出数据文件 53 P knOeW"j
3.6 运行模拟 54 T"Y#u
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 0@"'SKq
4 创建一个MMI星形耦合器 60 M+ %O-B
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 3O$l;|SX
4.2 定义布局设置 61 ~+4lmslR
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 u5}:[4N%I
4.4 插入输入面 62 # `E
4.5 运行模拟 63 9S]pC?N]E
4.6 预览最大值 65 |cY HH$
4.7 绘制波导 69 Ln,<|,fZN
4.8 指定输出波导的路径 69 # atq7tX
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ESV./~K
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 }}TPu8Rl
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 5 [~HL_u;,
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 GCN-T1HvA2
5.1 定义波导材料 75 49*f=gpGj2
5.2 定义布局设置 76 1iz =i^}
5.3 创建波导 76 [m:cO6DM,
5.4 修改输入平面 77 x!GDS>
5.5 指定波导的路径 78 ?{TWsuP7
5.6 运行模拟 79 wL),/i&<
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ;F@Sz/
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 1w7tRw
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 qA7,txQ:
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 C%yH}T\s
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 #(614-r/
6.2 定义布局结构 89 <Y"RsW9
6.3 绘制并定位波导 91 A_@..hX(
6.4 生成布局脚本 95 cN&Ebn
6.5 插入和编辑输入面 97 a.%ps:
6.6 运行模拟 98 rogy`mh\r2
6.7 修改布局脚本 100 [ft6xI
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~Re4zU
7 应用预定义扩散过程 104 m=9b/Nr4
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 rwj+N%N
7.2 定义布局设置 106 ;?HP/dZLz
7.3 设计波导 107 UiV#w#&P
7.4 设置模拟参数 108 h<&GdK2U+
7.5 运行模拟 110 ^oPFLez56
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 BT[|f[1
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ASy?^Jrs5
7.8 添加一个新的轮廓 111 !8UIyw
7.9 创建上方的线性波导 112 FA-cTF[,(
8 各向异性BPM 115 %l&oRBC
8.1 定义材料 116 kfas4mkc
8.2 创建轮廓 117 s*gqKQ;
8.3 定义布局设置 118 B`eK_'7t
8.4 创建线性波导 120 D1y`J&A>Q
8.5 设置模拟参数 121 B;[ .u>f
8.6 预览介电常数分量 122 {ax]t-ZwJ5
8.7 创建输入面 123 f{VV U/$
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 AAa7)^R
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ((]i}s0S
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 vE(]!CB
9.2 定义布局设置 130 }@6Ze$>
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 mF@7;dpr
9.4 编辑输入平面 132 ( xooU 8d
9.5 设置模拟参数 134 &'^.>TJ\
9.6 运行模拟 135 k#pO+[ x
10 电光调制器 138 o7E|wS
10.1 定义电解质材料 139 Ld.9.d]
10.2 定义电极材料 140 ZbT$f^o}M]
10.3 定义轮廓 141 {?lndBP<
10.4 绘制波导 144 wyX3qH
10.5 绘制电极 147 -'qVnu
10.6 静电模拟 149 nyPeN?-
10.7 电光模拟 151 yOz6a :r
11 折射率(RI)扫描 155 _(g0$vRP~
11.1 定义材料和通道 155 O'98OH+u
11.2 定义布局设置 157 Y910\h@V
11.3 绘制线性波导 160 4#>Z.sf
11.4 插入输入面 160 eef&ZL6g
11.5 创建脚本 161 u_NLgM7*
11.6 运行模拟 163 5B)&;[
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 2LN6pu
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 vW eg1
12.1 定义材料 165 b%MZfaU
12.2 创建参考轮廓 166 RdD>&D$I
12.3 定义布局设置 166 ^X{U7?x
12.4 用户自定义轮廓 167 %`k [xz
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 `l'T/F\
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 55s5(]`d
13.1 定义材料 173 P9 HKev?y
13.2 创建钛扩散轮廓 173 :qxWANUa
13.3 定义晶圆 174 o}QP+
13.4 创建器件 175 DqWy@7 a
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 hO[_ _j8
13.6 定义电极区域 178 z4_B/Q
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 v|~=rvXFC
13.8 运行模拟 182 ^cNuEF9
13.9 创建脚本 184 1_S]t[?I/
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 v3cMPN
14.1 理论背景 186 ;MNUT,U
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 Tk[]l7R~
14.3 生成脚本数据 190 "{vWdY|"
14.4 导出散射数据 193 +&)/dHbL`]
14.5 创建臂 194 W8bp3JX"
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 g]Y%c73
14.7 加载两个臂的文件 200 !0hyp |F:>
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 OWrQKd
14.9 连接元件 202 -V;Y4,:c
14.10 运行模拟 203 !HU$V9C
14.11 创建图以查看结果 204 rfVQX<95=/
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有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] 3'x>$5W
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