《OptiBPM入门教程》

.*.eY?,V   前  言 f$vTDak   k]`-Y E   随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。 Bvh{|tP4   XP?)xDr8   OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 Z_Y'#5o#   nr,Z0   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 }d;6.~Gw   g#cet{>   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 7T t!hf   ;Zr7NKs   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 (mKH,r   a;M{-G   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 ^5(d^N   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 (oG.A   bX`Gv+   ='m%Iq7X   目 录 -|>T? t'K   1 入门指南 4 #N'9 w .   1.1 OptiBPM安装及说明 4 p(8@   1.2 OptiBPM简介 5 ju.pQ=PSX   1.3 光波导介绍 8 +lhCF*@*N   1.4 快速入门 8 =Vazxt@[   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ~131|e`C   2.1 定义MMI耦合器材料 28 c"pOi&   2.2 定义布局设置 29 aql8Or1[   2.3 创建一个MMI耦合器 31 bS954d/   2.4 插入input plane 35 dM P'Vnfj   2.5 运行模拟 39 4RYH^9;>K   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 `(=Kp=b   3 创建一个单弯曲器件 44 BMuEfa^   3.1 定义一个单弯曲器件 44 >xq.bG   3.2 定义布局设置 45 {<Gp5j   3.3 创建一个弧形波导 46 Xtz:^tg   3.4 插入入射面 49 4v3gpLH   3.5 选择输出数据文件 53 s(J>yd=   3.6 运行模拟 54 i. (Af$   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ,]W|"NUI   4 创建一个MMI星形耦合器 60 evYn}   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 85;bJfY   4.2 定义布局设置 61 Y$]zba   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 k+w J i   4.4 插入输入面 62 H:~u(N   4.5 运行模拟 63 8&| o   4.6 预览最大值 65 7v) p\#-   4.7 绘制波导 69 4KnBb_w   4.8 指定输出波导的路径 69 Y?3tf0t/   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 N'R^gL   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 WvSm!W   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $~W5! m   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 GZNN2 '   5.1 定义波导材料 75 }(|gC,   5.2 定义布局设置 76 "QiR   5.3 创建波导 76 v$Hz)J.01   5.4 修改输入平面 77 !4'Fz[RK   5.5 指定波导的路径 78 ]+W){W=ai   5.6 运行模拟 79 $T^q>v2u   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 /lu|FWbEw   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 *4}NLUVX   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 vc&+qI+I3   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 f17E2^(I(}   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 UU MB"3e   6.2 定义布局结构 89 *Q/^ib9=   6.3 绘制并定位波导 91 dnU-v7k,{   6.4 生成布局脚本 95 ipbhjK$   6.5 插入和编辑输入面 97 t^FE]$,   6.6 运行模拟 98 MJ1qU}+]   6.7 修改布局脚本 100 Ez5 t) l-   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 j&'6|s{   7 应用预定义扩散过程 104 H?J:_1   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Q47R`"   7.2 定义布局设置 106 4Z~ nWs   7.3 设计波导 107 ) `f-qTe   7.4 设置模拟参数 108 a*U[;(   7.5 运行模拟 110 j2UQQFh   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 UGy3B)   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 9n{Y6I x:   7.8 添加一个新的轮廓 111 ]0ErT9   7.9 创建上方的线性波导 112 Vb\g49\o/   8 各向异性BPM 115 OB$Jv<C@   8.1 定义材料 116 4oiE@y&{4   8.2 创建轮廓 117 &um++ \   8.3 定义布局设置 118 a(]&H "   8.4 创建线性波导 120 ":M]3.   8.5 设置模拟参数 121 AG=PbY9   8.6 预览介电常数分量 122 sA|SOAn   8.7 创建输入面 123 fJc(   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 aq}hlA(w   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 @ztT1?!e   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 |<,qnf| -   9.2 定义布局设置 130 4J_HcatOB   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ocZ}RI#Q   9.4 编辑输入平面 132 |xFA}    9.5 设置模拟参数 134 _uMG?Sbx   9.6 运行模拟 135 *m+FMyr   10 电光调制器 138 ISs&1`Y   10.1 定义电解质材料 139 l_Lz9k   10.2 定义电极材料 140 /-[vC$B"   10.3 定义轮廓 141 }_zN%Tf ~   10.4 绘制波导 144 SefhOh^,V   10.5 绘制电极 147 >B**fZ~L   10.6 静电模拟 149 E489 2B:`   10.7 电光模拟 151 } u;{38~   11 折射率(RI)扫描 155 3Z9Yzv)A   11.1 定义材料和通道 155 A&t8C8,   11.2 定义布局设置 157 Za|iU`e\   11.3 绘制线性波导 160 w!6{{m   11.4 插入输入面 160 \#: W   11.5 创建脚本 161 (c0L H   11.6 运行模拟 163 EtN,   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 IeYNTk&<   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Twa(RjB<   12.1 定义材料 165 l+"p$iZs   12.2 创建参考轮廓 166 k4LrUd   12.3 定义布局设置 166 q&-mbWBj   12.4 用户自定义轮廓 167 Eb4NPWo   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 pJ/]\>#5   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ,W)DQwAg   13.1 定义材料 173 ~F'6k&A^q   13.2 创建钛扩散轮廓 173 $5 mGYF]   13.3 定义晶圆 174 SED52$zA   13.4 创建器件 175 XYWyxx5`   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 lOVcX Ae}   13.6 定义电极区域 178 {im?tZ,   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 :k1? I'q%   13.8 运行模拟 182 GuR^L@+ -.   13.9 创建脚本 184 ^t4^gcoZ4Z   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 #U`AK9rP_g   14.1 理论背景 186 k + t(u]   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 #wIWh^^ Zy   14.3 生成脚本数据 190 YXWDbr:JX   14.4 导出散射数据 193 $lT8M-yK\   14.5 创建臂 194 ZDmL?mC   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 zn i9   14.7 加载两个臂的文件 200 P".}Y[GD   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 D8L5t<^1R   14.9 连接元件 202 yR> P   14.10 运行模拟 203 $8eiifj   14.11 创建图以查看结果 204 aJ(/r.1G

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