《OptiBPM入门教程》

 !xEGN@   前  言 'j\mz5#s   <AU0ir   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。 '8;'V%[+   a( SJ5t?-2   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。 \hg%J/   kQO-V4z!   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。 2Wr^#PY60   jt3=<&*Bm   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&Lp   +IG=|X   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。 DC2[g9S>8@   Hh* KcIRX   《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 q$'[&&_   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 L$v<t/W   bRK\Tua 6   gpogv -   目 录 =4gPoS   1 入门指南 4 xMFEeSzl>S   1.1 OptiBPM安装及说明 4 =Js wd   1.2 OptiBPM简介 5 )oy+-1dE   1.3 光波导介绍 8 FA{(gib@9   1.4 快速入门 8 ;Swy5z0=ro   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 uj+{ tc   2.1 定义MMI耦合器材料 28 |g1Pr9{wy   2.2 定义布局设置 29 9s?gI4XN   2.3 创建一个MMI耦合器 31 >tm4Rg~y   2.4 插入input plane 35 v[O?7Np   2.5 运行模拟 39 5E =!L g   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 r`Dm; @JU   3 创建一个单弯曲器件 44 5RyxVC0<   3.1 定义一个单弯曲器件 44 '1X^@]+6   3.2 定义布局设置 45 |BXp`   3.3 创建一个弧形波导 46 b"w@am>&   3.4 插入入射面 49 |qpFR)l   3.5 选择输出数据文件 53 D/+l$aBz   3.6 运行模拟 54 3ej[   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 9K-,#a   4 创建一个MMI星形耦合器 60 "G@(Cb*+T   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 \=Od1i   4.2 定义布局设置 61 0bteI*L   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 WAJKP"   4.4 插入输入面 62 d=dHY(ms]   4.5 运行模拟 63 :"cKxd   4.6 预览最大值 65 c[Z#q*Q   4.7 绘制波导 69 ijKQ`}JA   4.8 指定输出波导的路径 69 *0'< DnGW   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 K9+\Z   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 hx ^l   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 L.8`5<ITw   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 X6xs@tgQ   5.1 定义波导材料 75 [}dPn61   5.2 定义布局设置 76 -B#K}xL|x   5.3 创建波导 76 }:(;mW8 D   5.4 修改输入平面 77 J+}z*/)|#   5.5 指定波导的路径 78 X$_pDF&\z   5.6 运行模拟 79 NdrR+t^#   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 H~bbkql   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 V!N R BXg   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Y7;=\/SV   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Hz%<V*\{   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 4RfBXVS   6.2 定义布局结构 89 Z/d {v:)   6.3 绘制并定位波导 91 (L:Md o   6.4 生成布局脚本 95 @WiTh'w0   6.5 插入和编辑输入面 97 G!o6Y:1!   6.6 运行模拟 98 ~i!I6d~   6.7 修改布局脚本 100 .yD5>iBh   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @^GI :z   7 应用预定义扩散过程 104 4/OmgBo'   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 g!OcWy)7   7.2 定义布局设置 106 [3x},KM   7.3 设计波导 107 ppGWh   7.4 设置模拟参数 108 59i2*<k   7.5 运行模拟 110 x=kJlGT   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 8fktk?|   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 2#N?WlYw<S   7.8 添加一个新的轮廓 111 A(H2Gt D   7.9 创建上方的线性波导 112 =Aw`0   8 各向异性BPM 115 ZrB(!L~7   8.1 定义材料 116 wN^^_   8.2 创建轮廓 117 u?F.%j-   8.3 定义布局设置 118 }<&?t;   8.4 创建线性波导 120 .[Qi4jm>`   8.5 设置模拟参数 121 CeM%?fr5   8.6 预览介电常数分量 122 tH#t8Tq5x   8.7 创建输入面 123 {ft |*   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 j8aH*K-l{   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 #g'j0N   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 `gyke2n   9.2 定义布局设置 130 M^Tm{`O!   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 db&!t!#,   9.4 编辑输入平面 132 +\?+ cXSc   9.5 设置模拟参数 134 sL;;'S&   9.6 运行模拟 135 zKp R:F   10 电光调制器 138 mA"[x_   10.1 定义电解质材料 139 1(RRjT9   10.2 定义电极材料 140 yXqC   10.3 定义轮廓 141 'K01"`#   10.4 绘制波导 144 1hzf+*g   10.5 绘制电极 147 z?F`)}   10.6 静电模拟 149 J _q   10.7 电光模拟 151 T3LVn<Lm\   11 折射率(RI)扫描 155 A.h0H]*Ma   11.1 定义材料和通道 155 1_l)$"   11.2 定义布局设置 157 &N]e pV>   11.3 绘制线性波导 160 sB$"mJ   11.4 插入输入面 160 mn*}U R   11.5 创建脚本 161 4wGBB{X   11.6 运行模拟 163 lCBH3-0^   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 e+:X%a4\   12 应用用户自定义扩散轮廓 165  wG6Oz2(   12.1 定义材料 165 kD7'BP/#   12.2 创建参考轮廓 166 TjI&8#AWBA   12.3 定义布局设置 166 '-Oh$hqCx|   12.4 用户自定义轮廓 167 ?%#no{9   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 f(5;Rf(   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 2%J] })   13.1 定义材料 173 3\{\ al    13.2 创建钛扩散轮廓 173 pp(?rE$S   13.3 定义晶圆 174 eW8{],B   13.4 创建器件 175 ?$uEN_1O\@   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 A (p^Q   13.6 定义电极区域 178

K9yZG    aof'shS8   j}`ku9S~   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 xg8R>j   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 qnnRS   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 7=Pj}x)   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 HKJ^6|'   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 7I@df.rf6J   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 .o,-a>jL   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 adRIg:2   14.11 创建图以查看结果 204 0c1=M|2   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]