[技术]《OptiBPM入门教程》 [复制链接]

前  言 ,&$w*D%  
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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。 5yO%|)  
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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。 u\gPx4]4c  
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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。 3
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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。 fyat-wbb  
^|KX)g  
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。 ki`7S  
M5DW!^  
《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 V6%J9+DK  
Dk&@AjJga  
G|5M~zP  
目 录 lc%2fVG-e  
1 入门指南 4 {MK.jw9/  
1.1 OptiBPM安装及说明 4  )L}6to  
1.2 OptiBPM简介 5 z&!n'N<C  
1.3 光波导介绍 8 B16,c9[  
1.4 快速入门 8 ]<\FtH  
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 QAiont ,!  
2.1 定义MMI耦合器材料 28 __Ei;%cV  
2.2 定义布局设置 29 $ K>.|\
 
2.3 创建一个MMI耦合器 31 <C0~7]XO  
2.4 插入input plane 35 ~Xa8\>  
2.5 运行模拟 39 I8=p_Ie
 
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 EN^C'n  
3 创建一个单弯曲器件 44 $J8?!Xg  
3.1 定义一个单弯曲器件 44 MpZ #  
3.2 定义布局设置 45 ]=T`8)_r)  
3.3 创建一个弧形波导 46 <1~5l~  
3.4 插入入射面 49 :sD/IM",},  
3.5 选择输出数据文件 53 \%fl`+`  
3.6 运行模拟 54 ,[6N64fy  
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 7VWq8FH`  
4 创建一个MMI星形耦合器 60 |y+<|
fb,a  
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 $6~ J#;  
4.2 定义布局设置 61 
 XI+m  
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 te e  
4.4 插入输入面 62 ,r<!30~f  
4.5 运行模拟 63 KrwG><
+j  
4.6 预览最大值 65 Lyjt$i W%  
4.7 绘制波导 69 X"yj
sk
 
4.8 指定输出波导的路径 69 %W!C  
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 HFV4S]U=  
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 E3bS Q  
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 rp*f)rJ  
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 pa1.+
~)  
5.1 定义波导材料 75
D@5Ud)_  
5.2 定义布局设置 76 7aAT  
5.3 创建波导 76 !KiN} p  
5.4 修改输入平面 77 D,FX&{TYU  
5.5 指定波导的路径 78 G,+-}~$_  
5.6 运行模拟 79 SF?Ublc!  
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 :{za[,  
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 l(;~9u0sa  
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 US<bM@[  
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 y%* hHnGd  
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 [v7)xV@c  
6.2 定义布局结构 89 *Mu X]JK  
6.3 绘制并定位波导 91 :Osw4u]JXd  
6.4 生成布局脚本 95 j. 1@{H  
6.5 插入和编辑输入面 97 }Yd7<"kp  
6.6 运行模拟 98 <=fYz^|XT  
6.7 修改布局脚本 100 m0XdIC]s  
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 l;TWs_N  
7 应用预定义扩散过程 104 ^HpUbZpat)  
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 mj\]oWS7d  
7.2 定义布局设置 106 _M.7%k/U8  
7.3 设计波导 107 Q a(>$.h  
7.4 设置模拟参数 108 ~j}7Fre  
7.5 运行模拟 110 <[7 bUB  
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 AcF6p)@_  
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 1A>>#M=A
 
7.8 添加一个新的轮廓 111 sxac(L  
7.9 创建上方的线性波导 112 
DI/yHs  
8 各向异性BPM 115 mJjd2a"vi  
8.1 定义材料 116 @9yY`\"ed  
8.2 创建轮廓 117 @m*^v\q<u  
8.3 定义布局设置 118 R*m=V{iu`  
8.4 创建线性波导 120 zT;F4_p3G-  
8.5 设置模拟参数 121 p[kEFE,%  
8.6 预览介电常数分量 122 Q>`|{m  
8.7 创建输入面 123 .2y2Qm  
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ]xO`c  
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 BT?)-w
S  
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 AQCU\E  
9.2 定义布局设置 130 v;!f  
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ZM:!LkK  
9.4 编辑输入平面 132 tS1(.CRk  
9.5 设置模拟参数 134 B]):$#{Rxl  
9.6 运行模拟 135 XYeuYLut  
10 电光调制器 138 nYfZ[Q>v  
10.1 定义电解质材料 139 #0yU K5
J  
10.2 定义电极材料 140 AOvn<Q  
10.3 定义轮廓 141 {yPJYF
_l  
10.4 绘制波导 144 lIs<&-0  
10.5 绘制电极 147 $:v!*0/  
10.6 静电模拟 149 eVD
O]5?  
10.7 电光模拟 151 C_c*21X  
11 折射率(RI)扫描 155 9d4Agj M  
11.1 定义材料和通道 155 F(?A7  
11.2 定义布局设置 157 e -sZ_<GH  
11.3 绘制线性波导 160 ^Q)&lxlxpx  
11.4 插入输入面 160 ^ +e5 M1U=  
11.5 创建脚本 161 $j ZU(<4,  
11.6 运行模拟 163 f$\gm+&hXE  
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 l!6^xMhYk  
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 #x)lN  
12.1 定义材料 165 =D1%-ym  
12.2 创建参考轮廓 166 Z
?IwR  
12.3 定义布局设置 166 hj~nLgpN  
12.4 用户自定义轮廓 167 "mBX$t'gb  
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 JIw=Bs  
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 P, (#' W  
13.1 定义材料 173 o
;d><  
13.2 创建钛扩散轮廓 173 pA ,xDs@37  
13.3 定义晶圆 174 C(t>ZR  
13.4 创建器件 175 Het5{Yb.  
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 7hg)R @OC  
13.6 定义电极区域 178 *G]zN"Y  
@vy{Q7aM  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] h5vvizruy  
13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 ]z^*1^u^ig  
13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 8efQ-^b.  
14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 
5]c'n  
14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 U64WTS@  
14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 _[eAA4h   
14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 p5 !B  
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 -Fl;;jeX  
14.11 创建图以查看结果 204 Rds_Cd C  

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