《OptiBPM入门教程》

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前言 m.%`4L^`T
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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。 ySdN;d:q
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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。 ~hN~>0O
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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。 =N.!k Vkl
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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。 (!K+P[g
Q]JX`HgPaU
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。 M<8ML!N0;t
p5]_}I`+2
《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 es.CLkuD7Y

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 A{,n;;

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目录 (fk5'
1 入门指南 4 CyM}Hc&w
1.1 OptiBPM安装及说明 4 ?{J!#`tfV
1.2 OptiBPM简介 5 OHp5z? z
1.3 光波导介绍 8 ~I_owCVZ
1.4 快速入门 8 O+.*lo
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 2wh#$zGy
2.1 定义MMI耦合器材料 28 XQ;I,\m
2.2 定义布局设置 29 #V 43=
2.3 创建一个MMI耦合器 31 8:g!w:$x
2.4 插入input plane 35 V7<eQ0;m
2.5 运行模拟 39 oh}^?p
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Y_H/3?b%
3 创建一个单弯曲器件 44 `<vxG4=62\
3.1 定义一个单弯曲器件 44 9R]](g#
3.2 定义布局设置 45 K84&sSi
3.3 创建一个弧形波导 46 {sc[RRN~C
3.4 插入入射面 49 .gD km^
3.5 选择输出数据文件 53 aw$Y`6,S
3.6 运行模拟 54 Rl@$xP
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 SPwPCI1?
4 创建一个MMI星形耦合器 60 12gw#J/)9h
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 $p6N|p
4.2 定义布局设置 61 5:gj&jt;)7
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 PW[6/7
4.4 插入输入面 62 Pz~q%J
4.5 运行模拟 63 wGXwzU
4.6 预览最大值 65 W);W.:F
4.7 绘制波导 69 |`]oc,1h@
4.8 指定输出波导的路径 69 O-GxUHwWr
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 qZ\L
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 vl5){@
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 t.=Oj
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 \|q-+4]@,
5.1 定义波导材料 75 `jW4H$D
5.2 定义布局设置 76 HF4Lqh'oco
5.3 创建波导 76 rWr/p^~
5.4 修改输入平面 77 /yK"t<p
5.5 指定波导的路径 78 !J#.!}3
5.6 运行模拟 79 >h7$v~nra
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 nLd~2qBuv
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 NV~vuC
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 tp+=0k2i
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 22vq=RO7Z
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Wm>b3:
6.2 定义布局结构 89 x7gjG"V
6.3 绘制并定位波导 91 SsRVd^=;x
6.4 生成布局脚本 95 q)oN2-
6.5 插入和编辑输入面 97 ,9vJtP+T+!
6.6 运行模拟 98 Xu%d,T$G
6.7 修改布局脚本 100 k`@w(HhS
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 jZ#UUnR%
7 应用预定义扩散过程 104 {G.jB/
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 u:5IjOb2^
7.2 定义布局设置 106 sY^lQN
7.3 设计波导 107 >)sqh ~P
7.4 设置模拟参数 108 @\$Keg=>:
7.5 运行模拟 110 V/&o]b
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 uN(b.5y
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 EE9vk*[@C
7.8 添加一个新的轮廓 111 J";=d4Sd
7.9 创建上方的线性波导 112 `vX4!@Tw
8 各向异性BPM 115 cuMc*i$w!
8.1 定义材料 116 MLeX;He
8.2 创建轮廓 117 g-eq&#
8.3 定义布局设置 118 x_|>n<Z
8.4 创建线性波导 120 ITQ9(W Un
8.5 设置模拟参数 121 /=ACdJ
8.6 预览介电常数分量 122 1gk0l'.z
8.7 创建输入面 123 fO+UHSC
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 U%,;N\:_
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 w5Z2N[hy
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 8>dq=0:
9.2 定义布局设置 130 N*':U^/t4J
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 We\Y \*!v
9.4 编辑输入平面 132 _f66>a<
9.5 设置模拟参数 134 )^(P@D.L
9.6 运行模拟 135 1W0.Ufl)
10 电光调制器 138 }bCK
10.1 定义电解质材料 139 uZ<%kV1B
10.2 定义电极材料 140 9nO(xJ"e4
10.3 定义轮廓 141 !c."
10.4 绘制波导 144 N+hedF@ZU
10.5 绘制电极 147 )Oo2<:"
10.6 静电模拟 149 ~R$[n.Vpk
10.7 电光模拟 151 ik1XGFy?
11 折射率(RI)扫描 155 *{Yi}d@h(
11.1 定义材料和通道 155 <oZ(ng@X
11.2 定义布局设置 157 d["x= [f
11.3 绘制线性波导 160 EqoASu
11.4 插入输入面 160 lh~<s2[R2
11.5 创建脚本 161 J$#D:KaU:N
11.6 运行模拟 163 !6{Jq]
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 l_ZO^E~D_
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 v10mDr
12.1 定义材料 165 gINwvzW{
12.2 创建参考轮廓 166 _~:j3=1&n
12.3 定义布局设置 166 I}rGx
12.4 用户自定义轮廓 167 e7lo!(>#
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ),MU+*`
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 gh'kUZG a
13.1 定义材料 173 (;C$gnr.C
13.2 创建钛扩散轮廓 173 qT"drgpi3
13.3 定义晶圆 174 7t`E@dm
13.4 创建器件 175 8B_0!U&]
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 G I&qwA
13.6 定义电极区域 178 ^uM_b
0c`sb+?
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 g(KK9Unu
13.8 运行模拟 182 prqyoCfq
13.9 创建脚本 184 ]&' jP
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 <|B$dz?r
14.1 理论背景 186 aD?# ,
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 9)jo7,VM
14.3 生成脚本数据 190 4P`PmQ=GQh
14.4 导出散射数据 193 YfV"_G.ad|
14.5 创建臂 194 -<]\l3E&J
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 VtD@&N
14.7 加载两个臂的文件 200 l&\tf`~
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 \moZ6J
14.9 连接元件 202 }Q,(u
14.10 运行模拟 203 x`Vy<h 33
14.11 创建图以查看结果 204
%uh R'8"
_'H2>V_
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有兴趣扫码加微联系[attachment=120027]

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