《OptiBPM入门教程》

E7*]t_p"   前  言 GWhb@K    r67 3+   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。 ^&,{   oACE:h9U   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。 ?G3OAx?<   )ei+ewVZ   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。 ir\    EJ86k>]   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。 nVYh1@yLy   T? =jKLPC   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。 FUHjY   (C. 1'<]   《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 1ltoLd\{   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ?$o8=h   |D^[]*cEH   fs`<x* }K   目 录 PCFm@S@Q   1 入门指南 4 fCTjTlh   1.1 OptiBPM安装及说明 4 M r@M~ -   1.2 OptiBPM简介 5 - BocWq\   1.3 光波导介绍 8 7#<|``]zNf   1.4 快速入门 8 7gJ`G@ y   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 CE?R/uNo{   2.1 定义MMI耦合器材料 28 >Cf]uiR   2.2 定义布局设置 29 RJg# A`   2.3 创建一个MMI耦合器 31 QGsUG_/_P   2.4 插入input plane 35 #_H=pNWe   2.5 运行模拟 39 d2 d^XMe!   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 KRz\ct|   3 创建一个单弯曲器件 44 9,F(f}(t   3.1 定义一个单弯曲器件 44 yCQpqh   3.2 定义布局设置 45 *FqNzly   3.3 创建一个弧形波导 46 ,;{m H]"s   3.4 插入入射面 49 v|`) ~"~   3.5 选择输出数据文件 53 1*=[% d7   3.6 运行模拟 54 .&L#% C   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 sSvQatwS   4 创建一个MMI星形耦合器 60 %5uuB4P&|$   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 mDo]5 i<   4.2 定义布局设置 61 ] e&"CF   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 aeg5ij-]u@   4.4 插入输入面 62 < 'T6k\   4.5 运行模拟 63 {E@@14]g   4.6 预览最大值 65 lv{Qn~\y&   4.7 绘制波导 69 xo?f90+(   4.8 指定输出波导的路径 69 9m8`4%y=   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ^D6JckW   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 {)`5*sd   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 _tYt<oB~%   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 AU)Qk$ c   5.1 定义波导材料 75 Vg2s~ce{   5.2 定义布局设置 76 &&tQ,5H5   5.3 创建波导 76 ZL-@2ZU{1   5.4 修改输入平面 77 YwKY3kL   5.5 指定波导的路径 78 f9#B(4Tgi   5.6 运行模拟 79 =WN6Fj`   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ~C[R%%Gu   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 :egSW2"5S   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 WT!%FQ9   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 8 v&5)0u   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 zQ7SiRt7*   6.2 定义布局结构 89 @aBZ|8   6.3 绘制并定位波导 91 d<#Xqc   6.4 生成布局脚本 95 G;,2cu K   6.5 插入和编辑输入面 97 T0Y=g n   6.6 运行模拟 98 o.sa?*   6.7 修改布局脚本 100 yzXwxi1#   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 .-nA#/2-   7 应用预定义扩散过程 104 =#uXO<    7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 RN!oflb   7.2 定义布局设置 106 ` R^[s56wp   7.3 设计波导 107 CK .Z-_M   7.4 设置模拟参数 108 Km-lWreTH   7.5 运行模拟 110 2W|j K   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 lOYwYMi   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 R0{ n0Br   7.8 添加一个新的轮廓 111 P3(u+UI3   7.9 创建上方的线性波导 112 u\>Ed 9^   8 各向异性BPM 115 /k7`TUK   8.1 定义材料 116 S[*e K Z   8.2 创建轮廓 117 tt#M4n@   8.3 定义布局设置 118 T w/CJg   8.4 创建线性波导 120 ()XL}~I{!A   8.5 设置模拟参数 121 00<iv"8   8.6 预览介电常数分量 122 Jw9|I)H   8.7 创建输入面 123 9e.n1   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 K2)),_,@5+   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 CJ KFNa   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 bCc^)o/w   9.2 定义布局设置 130 3"&6rdF\jB   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 j2tw`*S+   9.4 编辑输入平面 132 2}+V3/   9.5 设置模拟参数 134 llQDZ}T   9.6 运行模拟 135 YAd.i@^   10 电光调制器 138 ^d-`?zb   10.1 定义电解质材料 139 ;J2=6np   10.2 定义电极材料 140 yS lN|8d   10.3 定义轮廓 141 @;Yb6&I;   10.4 绘制波导 144 Zj!S('hSY   10.5 绘制电极 147 7?/ Fr(\   10.6 静电模拟 149 DKYrh-MN   10.7 电光模拟 151 9/q4]%`   11 折射率(RI)扫描 155 A*E$_N   11.1 定义材料和通道 155 Jg| /*Or   11.2 定义布局设置 157 5U%uS^%DP   11.3 绘制线性波导 160 0=7C-A1(D   11.4 插入输入面 160 eH79,!=2   11.5 创建脚本 161 &!Y^DR/   11.6 运行模拟 163 d\xh>o   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 _^d WJ0   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 sd.:PE <   12.1 定义材料 165 9A)(K,   12.2 创建参考轮廓 166 W<k) '|   12.3 定义布局设置 166 8`9!ocrM   12.4 用户自定义轮廓 167 xlS t   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 aFd ,    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 W<v?D6dFq   13.1 定义材料 173 - C8h$P   13.2 创建钛扩散轮廓 173 n%@xnB$ZX   13.3 定义晶圆 174 }Geip@Ot   13.4 创建器件 175 "k5 C?~   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 lOcvRF   13.6 定义电极区域 178 HI)ks~E/   v!K%\h2A   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 A0o6-M]'0   13.8 运行模拟 182 Kx$? IxZ   13.9 创建脚本 184 dt^yEapjM   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 B1J+`R3OX   14.1 理论背景 186 K |E}Ni   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 9:4P7   14.3 生成脚本数据 190 \Qz>us=G   14.4 导出散射数据 193 2t/ba3Rfk   14.5 创建臂 194 .K;*uq:0   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 P[aB}<1f0   14.7 加载两个臂的文件 200 (Q\QZu@   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 <fWho%eOK   14.9 连接元件 202 :n{rVn}G   14.10 运行模拟 203 NNb17=q_v   14.11 创建图以查看结果 204 +TA(crD   UYGl

B5P++aQ   ~\Fde^1   有兴趣扫码加微联系[attachment=120027]