《OptiBPM入门教程》

.~L^h/)Gjy   前  言 JIYZ   6Y 4I $[   随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。 9U=~t%qW$   6.>l   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。 '_`O&rbT   +bC=yR   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。 YYzl"<)c   Pd^v-}[   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。 N:]Ud(VRM   8<w8"B.i   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。 to%n2^^K   *^WY+DV   《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 E#I^D/0   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 `~S; UG   1|8<!Hx#-   XSDudL   目 录 DFUW^0N   1 入门指南 4 q, ->E<8   1.1 OptiBPM安装及说明 4 +:#x!i;W8[   1.2 OptiBPM简介 5 v? VNWK2   1.3 光波导介绍 8 ySXQn#}-,   1.4 快速入门 8 ~Y3"vdd   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ? 016   2.1 定义MMI耦合器材料 28 ?--EIA8mfp   2.2 定义布局设置 29 D$OUy}[2`.   2.3 创建一个MMI耦合器 31 P!*G"^0<   2.4 插入input plane 35 gWZz OH*   2.5 运行模拟 39 \as^z!<   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 PE7D)!d T   3 创建一个单弯曲器件 44 X$4MpXx   3.1 定义一个单弯曲器件 44 7yDWcm_y   3.2 定义布局设置 45 c&rS7%   3.3 创建一个弧形波导 46 lMN3;}K   3.4 插入入射面 49 <Jwx|   3.5 选择输出数据文件 53  t R(Nko   3.6 运行模拟 54 o[ua$+67E   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 {;T7K g.C   4 创建一个MMI星形耦合器 60 /ivA[LSS   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ja_.{Zv   4.2 定义布局设置 61 L=1~)>mP   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Vw~st1",[   4.4 插入输入面 62 )rce%j7   4.5 运行模拟 63 vXP+*5d/ K   4.6 预览最大值 65 W? ^ ?Kx   4.7 绘制波导 69 },W<1*|   4.8 指定输出波导的路径 69 F4|Z:e,Hr   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 l2lyi   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 `Z m-F   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 TjswB#   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 m\];.Da   5.1 定义波导材料 75 2x x   5.2 定义布局设置 76 [Jjb<6[o   5.3 创建波导 76 HLYTt)f}   5.4 修改输入平面 77 + yF._Ie=   5.5 指定波导的路径 78 @VVDN   5.6 运行模拟 79 ~g_]Sskf7   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 (> {CwtH][   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 #,4CeD|(D,   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 F}C.F   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 {@7{!I|eD   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 q#n0!5Lv2   6.2 定义布局结构 89 K\2UwX   6.3 绘制并定位波导 91 P t)Ni   6.4 生成布局脚本 95 y_F{C 9KE   6.5 插入和编辑输入面 97 : qQpBr$   6.6 运行模拟 98 NPFrn[M$   6.7 修改布局脚本 100 |~y>R#u8pm   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 d;-/F b{4   7 应用预定义扩散过程 104 0';U3:=i,   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ^q$m>|KI   7.2 定义布局设置 106 `]0E)   7.3 设计波导 107 F.%g_Xvk:   7.4 设置模拟参数 108 u*aFWl]=   7.5 运行模拟 110 c@]_V   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 MBO3y&\S4   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 +F9)+wT~;q   7.8 添加一个新的轮廓 111 zxV,v*L)   7.9 创建上方的线性波导 112 GF3"$?Cw   8 各向异性BPM 115  mg)ZoC   8.1 定义材料 116 Xaca=tsO   8.2 创建轮廓 117 D@]*{WO   8.3 定义布局设置 118 ,vnHEY&   8.4 创建线性波导 120 !RJuH;8   8.5 设置模拟参数 121 $<~o,e-4   8.6 预览介电常数分量 122 .8O.   8.7 创建输入面 123 tsLi5;KA]   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 %~`y82r6   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 j?YZOO>X   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 <Kq4thR   9.2 定义布局设置 130 ;ZSJ-r   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Pz/bne;=   9.4 编辑输入平面 132 /;[Zw8K7   9.5 设置模拟参数 134 [ ;$(;   9.6 运行模拟 135 b&i0)/;   10 电光调制器 138 0rjH`H]M   10.1 定义电解质材料 139 6;:s N8M+1   10.2 定义电极材料 140 |K H&,   10.3 定义轮廓 141 (eOzntp8   10.4 绘制波导 144 %pR:.u|   10.5 绘制电极 147 +a{P,fRl@   10.6 静电模拟 149 POl[]ni=>   10.7 电光模拟 151 !D_Qat   11 折射率(RI)扫描 155 Do3g^RD#   11.1 定义材料和通道 155 {5$.:Y   11.2 定义布局设置 157 ~; emUU   11.3 绘制线性波导 160 %B,>6 `[   11.4 插入输入面 160 3%g\)Cs   11.5 创建脚本 161 {!$E\e^d   11.6 运行模拟 163 bw@"MF{   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 L*rND15   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /]mfI&l+9   12.1 定义材料 165 p\7(`0?8VN   12.2 创建参考轮廓 166 sI@y)z   12.3 定义布局设置 166 rr@S|k:|   12.4 用户自定义轮廓 167 6zJ<27   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 sn4wd:b7%   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 u+&t"B   13.1 定义材料 173 g.&n X/   13.2 创建钛扩散轮廓 173 F@76V$U.   13.3 定义晶圆 174 '`/Qr~]   13.4 创建器件 175 3kA hvL   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 }bW"Z2^nB   13.6 定义电极区域 178

*kliI]BF]   w;LIP!T#   (zVT{!z   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 2hlb$N-hk   13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Y"x9B%e   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 epcBr_}   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 ?gp:uxq,.   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 .ykCmznf*   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 HI` q!LPv   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 &.> 2@   14.11 创建图以查看结果 204 gJkk0wokC   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]