《OptiBPM入门教程》

Jm4#V~w   前  言 'TL2%T/)t   zCt\o   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。 s.VA!@F5   n#4Gv|{XMD   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。 OiF{3ae(   >)NQH9'1   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。 qy ,"X)^#   ;$7v%Ls=   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ?1peF47Z   FbAW_Am(   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 ?sXG17~Bm   _\\ -md:   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 ]3ifdGk   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 *)'Vvu<   .IgRY\?Q   zT[6eZ8m   目 录 jAC78n,Fi@   1 入门指南 4 ZSB?Y1wG   1.1 OptiBPM安装及说明 4 _'!kuE,*1   1.2 OptiBPM简介 5 or2|O#=   1.3 光波导介绍 8 6S1m<aH6   1.4 快速入门 8 6ZOy&fd,Ty   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 mrM4RoO   2.1 定义MMI耦合器材料 28 ab.tH$:<   2.2 定义布局设置 29 QA?oJ_}y   2.3 创建一个MMI耦合器 31 ;b0NGa(k   2.4 插入input plane 35 TTZe$>f   2.5 运行模拟 39 `VT>M@i/   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Fky?\ec   3 创建一个单弯曲器件 44 2eb1lJdS   3.1 定义一个单弯曲器件 44 I:l01W;   3.2 定义布局设置 45 KpHw-6"   3.3 创建一个弧形波导 46 CvDxq:x   3.4 插入入射面 49 MYdO jcN   3.5 选择输出数据文件 53 rD &D)w   3.6 运行模拟 54 nZk+   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 I&VTW8jB   4 创建一个MMI星形耦合器 60 %,P>%'0   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 uLR<FpM   4.2 定义布局设置 61 >''U   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 8LzBh_J?   4.4 插入输入面 62 Na{Y}0=^y   4.5 运行模拟 63 % Zjdl   4.6 预览最大值 65 `G9 l   4.7 绘制波导 69 ~f\G68c   4.8 指定输出波导的路径 69 4?\:{1X=   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 80OtO#1y   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 I:cg}JZ>|   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Ifc]K?   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 W~1~k{A   5.1 定义波导材料 75 =FP0\cQ.   5.2 定义布局设置 76 ').}Nz   5.3 创建波导 76 ]:M0Kj&h   5.4 修改输入平面 77 FzQTDu9   5.5 指定波导的路径 78 W !w,f;   5.6 运行模拟 79 !> ,m&O-x   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 bNs4 5hDP   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 t_^X$pL   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 O/s$SX%g   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 .IBp\7W!?E   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 }o4N<%/+   6.2 定义布局结构 89 K_)eWf0a   6.3 绘制并定位波导 91 Z;Ez"t&U   6.4 生成布局脚本 95 Z>c3   6.5 插入和编辑输入面 97 _.IxRk)T   6.6 运行模拟 98 4;n6I)&.(   6.7 修改布局脚本 100 IN8>ZV`j)   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Vtc36-\1*   7 应用预定义扩散过程 104 C2LL|jp*   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 MFTkqbc   7.2 定义布局设置 106 m8'C_U^89   7.3 设计波导 107 *f&EoUk}F   7.4 设置模拟参数 108 HEA#bd\   7.5 运行模拟 110 (" LQll9   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 { eCC$&"   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 3vcO!6Z5   7.8 添加一个新的轮廓 111 * #jsgj[   7.9 创建上方的线性波导 112 -~?J+o+Pr"   8 各向异性BPM 115 }|P Y!O   8.1 定义材料 116 ?A(QyaKz   8.2 创建轮廓 117 H*#s }9=kZ   8.3 定义布局设置 118 T]2q?;N   8.4 创建线性波导 120 (Qa/EkE^*w   8.5 设置模拟参数 121 M\yT).>z   8.6 预览介电常数分量 122 x|yEtO&   8.7 创建输入面 123 O_Oj|'bBC   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 z9aY]lHY   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ?LvCR_D:   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 @V03a )6,h   9.2 定义布局设置 130 LX^u_Iu    9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 M5xCC!   9.4 编辑输入平面 132 Z!hafhcX   9.5 设置模拟参数 134 @}u9Rn*d;   9.6 运行模拟 135 ,3@#F/c3i~   10 电光调制器 138 ^tXJj: wtS   10.1 定义电解质材料 139 $@UN4B?y   10.2 定义电极材料 140 "~D]E7Q3y   10.3 定义轮廓 141 )B[0JrcE   10.4 绘制波导 144 lT(oL|{#P   10.5 绘制电极 147 .'Vww   10.6 静电模拟 149 ]CoeSA`j   10.7 电光模拟 151 ]\!?qsT3}   11 折射率(RI)扫描 155 mauI42   11.1 定义材料和通道 155 Lq A@&H   11.2 定义布局设置 157 V{JAB]?^   11.3 绘制线性波导 160 `QXErw   11.4 插入输入面 160 ^k]XEW{PG   11.5 创建脚本 161 J>\B`E   11.6 运行模拟 163 Y' ow   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 /n>qCuw   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 /kfgx{jZ   12.1 定义材料 165 JYTP 2   12.2 创建参考轮廓 166 ~c&bH]cj   12.3 定义布局设置 166 DCZ\6WY1G)   12.4 用户自定义轮廓 167 5F~'gLH/F-   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 !_"fP:T>   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 oZAB_A)[-   13.1 定义材料 173 !TUrQ   13.2 创建钛扩散轮廓 173 Xwhui4'w   13.3 定义晶圆 174 -:na:Vsi   13.4 创建器件 175 '#&os`mQ   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 G%s2P.cd   13.6 定义电极区域 178

(Tbw3ENz   2K3{hxB   =17t- [   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 .dav8n*   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 2n |K5FR()   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 x= 5N3[5   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 (,8$V\   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Wh.?j>vB   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 `-p:vq`   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 FGoy8+nB1M   14.11 创建图以查看结果 204 P9vA7[   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]