[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 TLL.Ch|#Y  
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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。 vR?L/G^.  
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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。 wBcDL/(>  
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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。 g"3h#SMb  
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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。 "gCSbMq(Vq  
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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。 WPE@yI(  
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《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  <C4^Vem  
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目 录 0zpP$q$  
1 入门指南 4 P|.KMtG  
1.1 OptiBPM安装及说明 4 -o#0Yt}3  
1.2 OptiBPM简介 5 r _r$nl  
1.3 光波导介绍 8 /$r
S0@p  
1.4 快速入门 8 9GZF39w u  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 xiRTp:>  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 aG|)k,  
2.2 定义布局设置 29 )K2n!Fbd  
2.3 创建一个MMI耦合器 31 $)@zlnU  
2.4 插入input plane 35 /KKX;L[D(  
2.5 运行模拟 39 ]?)zH:2)  
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 S0=BfkHi.  
3 创建一个单弯曲器件 44 t9pPG{1  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 )KRO=~Y  
3.2 定义布局设置 45 ^:-%tpB#!  
3.3 创建一个弧形波导 46 ,75,~  
3.4 插入入射面 49 bM^'q  
3.5 选择输出数据文件 53 /gFy
ow1W  
3.6 运行模拟 54 uR"]w7=  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 &8&WY1cU  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 #8/Z)
-G  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 !#iP)"O  
4.2 定义布局设置 61 n6o}$]H  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 )QZ?Bf  
4.4 插入输入面 62 # |UrHK;  
4.5 运行模拟 63 r9vC&pWZ  
4.6 预览最大值 65 DTIy/  
4.7 绘制波导 69 h}`<pq  
4.8 指定输出波导的路径 69 gieX`}  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 50H[u|  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 sox90o 7  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 3 oWCQ  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 U3U eTa_  
5.1 定义波导材料 75 v5$zz w  
5.2 定义布局设置 76 n6uobo-  
5.3 创建波导 76 x`eYCi  
5.4 修改输入平面 77  b
'{D4/  
5.5 指定波导的路径 78 z
u|pL`X  
5.6 运行模拟 79 3S5Qq
Am  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 vOP[ND=T  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 etDB|(,z  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 q{_buTARq  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 RZ.5:v6  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 h'jnc.  
6.2 定义布局结构 89 L"b5P2{c  
6.3 绘制并定位波导 91 "iydXV=Q  
6.4 生成布局脚本 95 6a,YxR\  
6.5 插入和编辑输入面 97 {jq-d
L  
6.6 运行模拟 98 '",5Bu#C  
6.7 修改布局脚本 100 HxM-VK'  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 `H|g~7KD&  
7 应用预定义扩散过程 104 0s4j>  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 kdo)y(fn@  
7.2 定义布局设置 106 . }1!MK5  
7.3 设计波导 107 )i>KYg w  
7.4 设置模拟参数 108 eeX>SL5'i  
7.5 运行模拟 110 ,#m\W8j  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 HU'E}8%t6  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 O,;SA  
7.8 添加一个新的轮廓 111 v]1rH$  
7.9 创建上方的线性波导 112 /;>EyWW  
8 各向异性BPM 115 l-npz)EM  
8.1 定义材料 116 P"#^i<ut@T  
8.2 创建轮廓 117 >pYgF=J  
8.3 定义布局设置 118 nAYjS
E  
8.4 创建线性波导 120 k{#:O=  
8.5 设置模拟参数 121 r9U1O@c  
8.6 预览介电常数分量 122 @GV^B'}*  
8.7 创建输入面 123 SW=p5@Hy{  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 [+1 i$d  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 MWuVV=rd8a  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 8;5/_BwMu  
9.2 定义布局设置 130 Ylf4q/-  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 JSL3.J  
9.4 编辑输入平面 132 Mu%'cwp$  
9.5 设置模拟参数 134 ,s)H%  
9.6 运行模拟 135 *Zvw&y*  
10 电光调制器 138 <eI;Jph5  
10.1 定义电解质材料 139 kDKpuA!  
10.2 定义电极材料 140 ZAP+jX;  
10.3 定义轮廓 141 i>~?XVU  
10.4 绘制波导 144 t>[r88v  
10.5 绘制电极 147 ~DD/\V  
10.6 静电模拟 149 j{PX ~/
 
10.7 电光模拟 151 qRFN@ID$  
11 折射率(RI)扫描 155
cQR1v-Xt  
11.1 定义材料和通道 155 c'6H@m#=  
11.2 定义布局设置 157 pA2U+Q@  
11.3 绘制线性波导 160 y{N9.H2  
11.4 插入输入面 160 2Ar<(v$  
11.5 创建脚本 161 @K/Ia!Lw  
11.6 运行模拟 163 fin15k  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
=bDG|:+  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 \x!>5Z Y  
12.1 定义材料 165 1gE`_%?K  
12.2 创建参考轮廓 166 L`#+ZLo  
12.3 定义布局设置 166 X_qXH5^%  
12.4 用户自定义轮廓 167 x6t;=  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 :QVGY^c  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 >W;i2%T  
13.1 定义材料 173 $o/>wgQY-  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 VPHCPGrk  
13.3 定义晶圆 174 ZeeuH"A  
13.4 创建器件 175 1@WGbORc*  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 @K9T )p]  
13.6 定义电极区域 178 7'|PHQ?S  
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 #RF=a7&F  
13.8 运行模拟 182 =(
ZGaZ}  
13.9 创建脚本 184 .bE,Q9:  
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 =Wf@'~K0k"  
14.1 理论背景 186 nR7\ o(!  
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 a3;.{6el)H  
14.3 生成脚本数据 190 G DV-wPX  
14.4 导出散射数据 193 {UcItLjY  
14.5 创建臂 194 `9ox?|iJ  
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 IfcFlXmt2  
14.7 加载两个臂的文件 200
gNwXOd u  
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 !A!\S/x4  
14.9 连接元件 202 RVfe}4Stm#  
14.10 运行模拟 203 K +~v<F  
14.11 创建图以查看结果 204 K\b O[J  
有兴趣可以扫码加微咨询 \ax%I)3  
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