《OptiBPM入门教程》

=Q9^|& 6   前  言 edMCj   {O>Td9   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。 =wX;OK|U(^   %$ya>0?mq   OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 1e[?}q]*   c= t4 gf   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 \NNA"   Hpix:To   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 Wq3PN^   _9=87u0   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 ]izHn;+   D]E=0+   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 DPf].i#   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 K ar!   Ou1kSG|kM   ;cVK2'   目 录 B5 /8LEWw   1 入门指南 4 jP<6J(   1.1 OptiBPM安装及说明 4 i]<@   1.2 OptiBPM简介 5 |WaWmp(pQ   1.3 光波导介绍 8 qK$O /g,   1.4 快速入门 8 zmQQ/7K   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 `mcb0   2.1 定义MMI耦合器材料 28 }m<+tn3m   2.2 定义布局设置 29 Z><+4 '   2.3 创建一个MMI耦合器 31 fa]8v6   2.4 插入input plane 35 Dl.<(/   2.5 运行模拟 39 y"H5>   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 J?{sTj"KB   3 创建一个单弯曲器件 44 fP<==DK   3.1 定义一个单弯曲器件 44 OF*E1BM   3.2 定义布局设置 45 jkl dr@t   3.3 创建一个弧形波导 46 pImq<Z   3.4 插入入射面 49 h*^JFZb   3.5 选择输出数据文件 53 IsT}T}p,t   3.6 运行模拟 54 cWnEp';.   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }'vQUGu8z   4 创建一个MMI星形耦合器 60 9=}#.W3.   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 @wD#+Oz   4.2 定义布局设置 61 JVg}XwR   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 c*#$sZ@YA   4.4 插入输入面 62 i+S%e,U*   4.5 运行模拟 63 F$i50s   4.6 预览最大值 65 N#-%b"(   4.7 绘制波导 69 %ly&~&0   4.8 指定输出波导的路径 69 9+(6/<   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 alRz@N   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ,r3`u2)   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 J_+2]X7n   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 \=RV?mI3?   5.1 定义波导材料 75 ,MHK|8!   5.2 定义布局设置 76 Eva&FHRTY   5.3 创建波导 76 4NRj> y   5.4 修改输入平面 77 iaMl>ua   5.5 指定波导的路径 78 (Qw>P42J   5.6 运行模拟 79 `!X8Cn   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 @ eb Y_*   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 >G1]#'6;   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 r+Sv(KS4i^   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Foj|1zJS_   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 KY2z)#/   6.2 定义布局结构 89 = <A0;   6.3 绘制并定位波导 91 v#9i|   6.4 生成布局脚本 95 l^tRy_T:-   6.5 插入和编辑输入面 97 tHqa%   6.6 运行模拟 98 E}zGY2Xx   6.7 修改布局脚本 100 u=PLjrB~}   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 .5SYN-@   7 应用预定义扩散过程 104 w}/+3z   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 2I suBX\[   7.2 定义布局设置 106 2ETv H~23   7.3 设计波导 107 |pknaz   7.4 设置模拟参数 108 wg k[_i   7.5 运行模拟 110 3it*l-i\   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 eF0FQlMe[   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 z2R?GQ5 A   7.8 添加一个新的轮廓 111 %Ze7 d&   7.9 创建上方的线性波导 112 y]!#$C /   8 各向异性BPM 115 c=-qbG0`   8.1 定义材料 116 3 %BI+1&T_   8.2 创建轮廓 117 $? Z}hU   8.3 定义布局设置 118 jU 3ceXV   8.4 创建线性波导 120 u>] )q7s   8.5 设置模拟参数 121 > B;YYj~f}   8.6 预览介电常数分量 122 ]#S<]vA   8.7 创建输入面 123  !Qsjn   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 :rk6Stn$z   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 /&qE,>hd.+   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 D{6BX-Dw.   9.2 定义布局设置 130 J}-e9vK-#   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 o=zl{tZV   9.4 编辑输入平面 132 0}` -<(   9.5 设置模拟参数 134 CG3 5\b;Q   9.6 运行模拟 135 dBM{]@bZ   10 电光调制器 138 <Pf4[q&wM   10.1 定义电解质材料 139 ]:n9MFv   10.2 定义电极材料 140 jMX+uYx M   10.3 定义轮廓 141 Gf!c   10.4 绘制波导 144 zDm3$P=   10.5 绘制电极 147 @I&k|\   10.6 静电模拟 149 M)JozD%   10.7 电光模拟 151 {QN 5QGvK   11 折射率(RI)扫描 155 XE0b9q954   11.1 定义材料和通道 155 k:mW ,s|a   11.2 定义布局设置 157 O#{`Fj`   11.3 绘制线性波导 160 5)rN#_BKj   11.4 插入输入面 160 9[&q C   11.5 创建脚本 161 Oku7&L1   11.6 运行模拟 163 I!lR 7%   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 "fN 6 _ *   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 #<V5sgqS   12.1 定义材料 165 M 4 }))   12.2 创建参考轮廓 166 A[F@rUZp   12.3 定义布局设置 166 7 > _vH]   12.4 用户自定义轮廓 167 <jaQ0S{|   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 s`yg?CR`,   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 McbbEs=)   13.1 定义材料 173 pFBK'NE   13.2 创建钛扩散轮廓 173 E KJ2P$   13.3 定义晶圆 174 [_ KOU2   13.4 创建器件 175  zDxJK   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 E8lq2r=   13.6 定义电极区域 178

Y!ypG-   SY}"4=M?l   DdeKZ)8   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 ^FTS'/Q   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 05jjLM'e   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 t Q.H/;   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 I2)2'j,B   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 ra@CouR^c{   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 UuZjf9}   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 M D&7k,!   14.11 创建图以查看结果 204 pUu<0a^   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]