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infotek 2025-09-10 09:25

《OptiBPM入门教程》

前  言 XJ^dX]4  
@!1o +x  
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。 ds}:t.3}6  
\7 n ;c   
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。 2_'{f1bVxz  
z/dpnGX  
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。 7_xQa$U[  
[K1RP.  
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。 V^sZXdDNL  
IH(]RHTp%  
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。 Ha>Hb`  
C@3a/<6m  
《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 5?9K%x'b  
Ro\ U T64  

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 7jPPN  
U$-Gc[=|  
目 录
{ }Q!./5  
1 入门指南 4 >c %*:a  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 *DfwTbg|  
1.2 OptiBPM简介 5 v50w}w'  
1.3 光波导介绍 8 u*u3<YQ  
1.4 快速入门 8 m?G@#[ l  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 sl?> X)}  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 A/:^l%y,GZ  
2.2 定义布局设置 29 4BF \- lq~  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 PWUS@I  
2.4 插入input plane 35 !:"$1kh1("  
2.5 运行模拟 39 b/"&E'5-`\  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 *L7&P46  
3 创建一个单弯曲器件 44 jiw5>RNt  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 H%y!lR{c^D  
3.2 定义布局设置 45 %{"v^4  
3.3 创建一个弧形波导 46 )zn`qaHK@e  
3.4 插入入射面 49 m/TjXA8_  
3.5 选择输出数据文件 53 ul@G{N{L   
3.6 运行模拟 54 Y]MB/\gj  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 >(T)9fKF  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 "]H_;:{f  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ,cj531.  
4.2 定义布局设置 61 $D&N^}alW  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 re}_+sv U  
4.4 插入输入面 62 rx[l7F q  
4.5 运行模拟 63 DD$YMM  
4.6 预览最大值 65 J[0o 6  
4.7 绘制波导 69 <yt|!p-tS  
4.8 指定输出波导的路径 69 B L^?1x  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 1V/?p<A  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 $>if@}u  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 iG+hj:5  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 9feVy\u  
5.1 定义波导材料 75 _`|te|ccF  
5.2 定义布局设置 76 e97Ll=>  
5.3 创建波导 76 Ov<EOK+^  
5.4 修改输入平面 77 {"e)Jj_=  
5.5 指定波导的路径 78 % )o'9  
5.6 运行模拟 79 yzI`&? P2  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ^qR2!fwm<  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 L<dJWxf?D  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 "|k 4<"]  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 {~*^jS']5  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 OS - Xh-:z  
6.2 定义布局结构 89 [T}Lq~  
6.3 绘制并定位波导 91 t,P_&0X  
6.4 生成布局脚本 95 ZsnFuk#W  
6.5 插入和编辑输入面 97 -6KNMk   
6.6 运行模拟 98 \mo NpKf  
6.7 修改布局脚本 100 -/w#f&Y+]8  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 UA0j#  
7 应用预定义扩散过程 104 azBYh*s=5{  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 L|hoA9/]  
7.2 定义布局设置 106 %:S4OT8]  
7.3 设计波导 107 &hnI0m=X  
7.4 设置模拟参数 108 F9}jiCom  
7.5 运行模拟 110 `>1XL2  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散,创建一个掩埋波导 111 W[VbFsI&b  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 U\'HB.P\  
7.8 添加一个新的轮廓 111 =Ts5\1sc>  
7.9 创建上方的线性波导 112 9'" F7>d  
8 各向异性BPM 115 #lDW?  
8.1 定义材料 116 w! kWG,{C  
8.2 创建轮廓 117 mxPzB#t4  
8.3 定义布局设置 118 ]Y.GU7`  
8.4 创建线性波导 120 T%Nm  
8.5 设置模拟参数 121 QKB*N)%6  
8.6 预览介电常数分量 122 % S vfY{  
8.7 创建输入面 123 iZ( U]  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 -s6k't  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 _TbQjE&6  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 gVscdg5  
9.2 定义布局设置 130 w\}@+w3b~  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 d8C44q+ds  
9.4 编辑输入平面 132 v? Ufx  
9.5 设置模拟参数 134 qG)M8xk  
9.6 运行模拟 135 qP k`e}D  
10 电光调制器 138 "h`oT4j5q  
10.1 定义电解质材料 139 6"djX47j  
10.2 定义电极材料 140 Abc%VRsT  
10.3 定义轮廓 141 @,^c?v  
10.4 绘制波导 144 (~IoRhp^  
10.5 绘制电极 147 23p1Lb9P  
10.6 静电模拟 149 DQI b57j  
10.7 电光模拟 151 Rp0`%}2 o  
11 折射率(RI)扫描 155 `EdZ  
11.1 定义材料和通道 155 I<+i87=  
11.2 定义布局设置 157 =pk5'hBAi  
11.3 绘制线性波导 160 GoUsB|-\  
11.4 插入输入面 160 {9Ug9e{ ~  
11.5 创建脚本 161 @>Bgld&vl  
11.6 运行模拟 163 <p5?yF  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 E' _6v  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 MXa(Oi2Gg  
12.1 定义材料 165 <L'6CBbP  
12.2 创建参考轮廓 166 r "uQ|  
12.3 定义布局设置 166 :B7dxE9[r  
12.4 用户自定义轮廓 167 YAP,#a  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 M* 0zvNg  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 +(U;+6 b  
13.1 定义材料 173 w.o>G2u  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 UC@Jsj~f  
13.3 定义晶圆 174 IgyoBfj\d  
13.4 创建器件 175 <Toy8-kj  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 xOt {Vsv  
13.6 定义电极区域 178 7U1^=Y@t}  
Dq[Z0"8  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ^61;0   
13.8 运行模拟 182 #ZyY(S1.  
13.9 创建脚本 184 nKnQ%R  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 5ktFL<^5T  
14.1 理论背景 186 q|ZzGEj:OV  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 9)*218.  
14.3 生成脚本数据 190 ) #l&BV5  
14.4 导出散射数据 193 tjg?zlj  
14.5 创建臂 194 M(U<H;Csk  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 LsxRK5   
14.7 加载两个臂的文件 200 !~Ptnr`;  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 z'&tmje[?  
14.9 连接元件 202 E_ D0Nm%n  
14.10 运行模拟 203 -q30tO.  
14.11 创建图以查看结果 204 b6NGhkr'\  
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