《OptiBPM入门教程》

_YXk,ME!Q   前  言 x?J- {6k   >IW0YIQy,   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。 apxZ}   `<Z5/;a5W   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。 8oSndfV   G>?hojvi   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。 qll)   ckqU2ETpD}   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。 \*}JdEHB   :X>%6Xj?RV   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。 d}K"dr:W5   Do7&OBI~   《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 h1.]Nl C   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 %nJ^0X_]   m*L*# ZBS   (F$V m   目 录 zcGeXX}V?   1 入门指南 4 [>P@3t(/   1.1 OptiBPM安装及说明 4 6!} @vp![   1.2 OptiBPM简介 5 =,0E]MZ   1.3 光波导介绍 8 ]HP aM   1.4 快速入门 8 qp*C%U   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 8LP L4l   2.1 定义MMI耦合器材料 28 fX).A`   2.2 定义布局设置 29 %eCbH`   2.3 创建一个MMI耦合器 31 w/r wE   2.4 插入input plane 35 Cf`s:A5<J   2.5 运行模拟 39 OWsK>egD   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 }EmNSs`$r   3 创建一个单弯曲器件 44 UY*3b<F}   3.1 定义一个单弯曲器件 44 ^)&d7cSc   3.2 定义布局设置 45 1 dT1DcZ   3.3 创建一个弧形波导 46 \2#>@6Sqrl   3.4 插入入射面 49 xU#f>@v!   3.5 选择输出数据文件 53 $LLkYOwI   3.6 运行模拟 54 cq`v8   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 V`Z-m-V~1   4 创建一个MMI星形耦合器 60 gF;i3OJg   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 MtC\kTW   4.2 定义布局设置 61 Bk&ry)`gD   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Z@fMU2e=Z   4.4 插入输入面 62 K_ P08   4.5 运行模拟 63 rvZXK<@#+   4.6 预览最大值 65 ${^W M}N   4.7 绘制波导 69 (J8(_MF   4.8 指定输出波导的路径 69 i-)OY,   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 !6:kJL}U   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 won;tO]\;@   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 tgy*!B6a~   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 A+ *M<W   5.1 定义波导材料 75 XTpYf   5.2 定义布局设置 76 (j; s6g0   5.3 创建波导 76 bD[W`yW0   5.4 修改输入平面 77 (K"U#Zn   5.5 指定波导的路径 78 p`lv$ @q'   5.6 运行模拟 79 5q<AMg   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 _NQMi4 V(   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 wP.b2X_V   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 UN'[sHjOnD   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 OnE#8* 8   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 coq7La[   6.2 定义布局结构 89 _oK*1#Rm8   6.3 绘制并定位波导 91 n46H7e(ej\   6.4 生成布局脚本 95 P!@b:.$   6.5 插入和编辑输入面 97 VWqmqR%   6.6 运行模拟 98 };"-6e/9   6.7 修改布局脚本 100 c8!q_H~   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 R7u&`   7 应用预定义扩散过程 104 vZ[wr@)   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 a"gZw9m@   7.2 定义布局设置 106 wlk{V   7.3 设计波导 107 F]kn4zr   7.4 设置模拟参数 108  ,83%18b   7.5 运行模拟 110 4lMf'V7*l   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Hd H,   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 YCr:nYm<f   7.8 添加一个新的轮廓 111 (D5 d N\   7.9 创建上方的线性波导 112 H&`0I$8m   8 各向异性BPM 115 qyzmjV6J2   8.1 定义材料 116 +VxzWNs*JP   8.2 创建轮廓 117 yO\.dp   8.3 定义布局设置 118 ayR=GqZ1   8.4 创建线性波导 120 -?L~\WJAL   8.5 设置模拟参数 121 ,@1rP55   8.6 预览介电常数分量 122 J?VMQTa/+   8.7 创建输入面 123 E(]39B"i   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 wq$+m(   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 XS+2OutVo   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 a=n*}.   9.2 定义布局设置 130 ,*_=w^;Rr   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 /dGpac   9.4 编辑输入平面 132 LsB|} _j7   9.5 设置模拟参数 134 GH ]c   9.6 运行模拟 135 u7  s-   10 电光调制器 138 |6@s6]%X}   10.1 定义电解质材料 139 PM]|S`   10.2 定义电极材料 140 w)}' {]P"c   10.3 定义轮廓 141 BMaw]D   10.4 绘制波导 144 *Ae> ,LyE   10.5 绘制电极 147 o@T-kAEf-.   10.6 静电模拟 149 9R$0[HbI3   10.7 电光模拟 151 pjG/`   11 折射率(RI)扫描 155 cV8Bl="gqe   11.1 定义材料和通道 155 ~4-:;8a   11.2 定义布局设置 157 t5t!-w\M$+   11.3 绘制线性波导 160 u*n%cXY;J/   11.4 插入输入面 160 nh"8on]M~   11.5 创建脚本 161 8NP|>uaj   11.6 运行模拟 163 VY9o}J>,w   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 pE&'Xr#P>   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ,%Go.3i[   12.1 定义材料 165 {,;R\)8D   12.2 创建参考轮廓 166 3Lg)237&j   12.3 定义布局设置 166 2iX57-6Ub   12.4 用户自定义轮廓 167 7LotN6H   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 a ][t#`   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 t[=-4;   13.1 定义材料 173 2Q bCH}   13.2 创建钛扩散轮廓 173 wlC7;u   13.3 定义晶圆 174 :X+!W_xR   13.4 创建器件 175  5N~JRq\   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 /7[U J'   13.6 定义电极区域 178 B7QuSo//   UO~Xzx!e   13.7 定义输入平面和模拟参数 182  =&8Cg   13.8 运行模拟 182 I \Luw*:   13.9 创建脚本 184 8%\0v?a5   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 e-E0Bp   14.1 理论背景 186 :<QmG3F   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 .#Vup{.   14.3 生成脚本数据 190 W)~}o<a)[   14.4 导出散射数据 193 !_i;6UVG   14.5 创建臂 194 PS:"mP7n   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 Ea<kc[Q   14.7 加载两个臂的文件 200 nyl[d|pVa   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 ^}Wk   14.9 连接元件 202 UI]UxEJ   14.10 运行模拟 203 Z%m\/wr   14.11 创建图以查看结果 204 aGz$A15#   *!5X!\e_

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