《OptiBPM入门教程》

I;PO$T   前  言 LGue=Hkp   E8V\J   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。 ' =s*DL`0   04LVa|Y@U   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。 `e:RZ    $XzlW=3y   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 Nd!=3W5?   :BiR6>1:   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 <{~UKi   dQoMAsxzM   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 E<[ bgL   JaN_[ou   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 {}2p1-(   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Al;oI3   Nv#, s_hG   4C*=8oe_   目 录 <Ju J`t   1 入门指南 4 !q1^X% a   1.1 OptiBPM安装及说明 4 icbYfgQ   1.2 OptiBPM简介 5 8-#2?=   1.3 光波导介绍 8 mhSsOmJ5   1.4 快速入门 8 Uv$u\D+@[   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 Dy' l]vN$   2.1 定义MMI耦合器材料 28 9E*K44L/V   2.2 定义布局设置 29 AMiFsgBj   2.3 创建一个MMI耦合器 31 |1 6v4 R   2.4 插入input plane 35 F#R\Ot,hv   2.5 运行模拟 39 tOVm~C,R   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 BFRSYwPr   3 创建一个单弯曲器件 44 *g}&&$b0   3.1 定义一个单弯曲器件 44 G+p>39P    3.2 定义布局设置 45 M)RQIl5   3.3 创建一个弧形波导 46 -w0>4JDs   3.4 插入入射面 49 jv^L~<u   3.5 选择输出数据文件 53 1Ac1CsK*   3.6 运行模拟 54 a-hGpYJJG   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 I8:&Btf   4 创建一个MMI星形耦合器 60 CplRnKra   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 WHT%m|yn   4.2 定义布局设置 61 2$UR"P   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 +5 \\wGo<   4.4 插入输入面 62 W.<<azi   4.5 运行模拟 63 ^!tI+F{n{   4.6 预览最大值 65 o\gQYi    4.7 绘制波导 69 tfQq3#   4.8 指定输出波导的路径 69 ?5gpk1   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ApBThW*E   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 2J;CiEB   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 2"^9t1C2   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 fe/6JV   5.1 定义波导材料 75 T`;M!-)2   5.2 定义布局设置 76 y?hW#l~#X   5.3 创建波导 76 %tLq&tyeY   5.4 修改输入平面 77 GC3L2C0)k   5.5 指定波导的路径 78 -qF|Y f   5.6 运行模拟 79 7mBL#T2    5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 n-Y'LK40Os   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 `7ZJB$7D|*   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 \]El%j4   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 RkM!BcB   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 bc-)y3gHU   6.2 定义布局结构 89 |SleSgS<#   6.3 绘制并定位波导 91 xx8na8   6.4 生成布局脚本 95 YJ$ =`lIM   6.5 插入和编辑输入面 97 -GjJrYOU   6.6 运行模拟 98 tT:yvU@a   6.7 修改布局脚本 100 E(#2/E6   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 @xEQ<g   7 应用预定义扩散过程 104 !HYqM(|{.   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 '~0&m]N   7.2 定义布局设置 106 t"fD"Xpj   7.3 设计波导 107 kvn6 NiU   7.4 设置模拟参数 108 @d|9(,Q   7.5 运行模拟 110 RwWQ$Eb_s   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Qt 2hb   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 <Z;BB)I&C`   7.8 添加一个新的轮廓 111 AtI,&S#{   7.9 创建上方的线性波导 112 .VT,,0   8 各向异性BPM 115 jK53-tF~I   8.1 定义材料 116 'iK0Wr   8.2 创建轮廓 117 f -5ZXpWs'   8.3 定义布局设置 118 ;q2T*4NN   8.4 创建线性波导 120 XLT<,B}e   8.5 设置模拟参数 121 CS49M   8.6 预览介电常数分量 122 ) 3   8.7 创建输入面 123 KMZ`Wn=   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 {'%=tJ[YX   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 jYv !}   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 @$]h[    9.2 定义布局设置 130 om6R/K   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 dQ]j r.   9.4 编辑输入平面 132 7Z_iQ1   9.5 设置模拟参数 134 O/Vue   9.6 运行模拟 135 Hw? J1#1IE   10 电光调制器 138 0ZN/-2c A#   10.1 定义电解质材料 139 f&'md   10.2 定义电极材料 140 65v'/m!ys   10.3 定义轮廓 141 Yi`.zm   10.4 绘制波导 144 yyc&'J   10.5 绘制电极 147 :nI.Qa'"H   10.6 静电模拟 149 &n|gPp77$   10.7 电光模拟 151 6ds&n#n   11 折射率(RI)扫描 155 2^|*M@3r   11.1 定义材料和通道 155 F.JE$)B2EX   11.2 定义布局设置 157 Z!*Wn`d-k   11.3 绘制线性波导 160 b+w|3bQa   11.4 插入输入面 160 tf>?;   11.5 创建脚本 161 \;Ii(3+v;   11.6 运行模拟 163 k&9 b&-=fk   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 UA{A G;   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 CnJO]0Op3   12.1 定义材料 165 _m;Y'   12.2 创建参考轮廓 166 *`|F?wF   12.3 定义布局设置 166 KpSHf9!&[   12.4 用户自定义轮廓 167 Qp{{OjD   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ujHqwRh   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 =T9QmEBm   13.1 定义材料 173 YrA#NTB_o   13.2 创建钛扩散轮廓 173 Zpg$:Rr   13.3 定义晶圆 174 /I="+   13.4 创建器件 175 xa ejG/'iK   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 I:[3x2H   13.6 定义电极区域 178 o ;.j_   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 `j@2[XdHu   13.8 运行模拟 182 )fv0H&g   13.9 创建脚本 184 1H%LUA   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Fj|C+;Q.   14.1 理论背景 186 W,}C*8{+   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 g;vG6!;E\   14.3 生成脚本数据 190 tZwZZ0]Z   14.4 导出散射数据 193 |R DPx6!V   14.5 创建臂 194 sAWUtJ   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 sFMSH:5z   14.7 加载两个臂的文件 200 lkOugjI   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 RY/9Ku `   14.9 连接元件 202 Ee d2`~   14.10 运行模拟 203 *RivZ c9;P   14.11 创建图以查看结果 204 d _]zX;_

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