《OptiBPM入门教程》

_V\rs{ 5   前  言 ~?i;~S   5VIc   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。 C5oslP/@   nI4Kuz`dF   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。 @b[{.mU   1%~yb Q   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。 ) *Mr{`   "]h4L   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。 *ub]M3O   h ?E[28QB   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。 6\>S%S2:   tSX<^VER7   《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 :{@&5KQ8)   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月  {"|P   w@w(AFV9/   xG:eS:iT   目 录 W>3[+wB   1 入门指南 4 v5STe`   1.1 OptiBPM安装及说明 4 e~]3/0   1.2 OptiBPM简介 5 d 7vD   1.3 光波导介绍 8 GPBp.$q+B   1.4 快速入门 8 +-tvNX%IJ   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 OUCLtn\   2.1 定义MMI耦合器材料 28 0kxo   2.2 定义布局设置 29 ,#&\1Vxf   2.3 创建一个MMI耦合器 31 4CA(` _i~   2.4 插入input plane 35 M#o.$+Uh   2.5 运行模拟 39 7u[U%yd   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Y_m/? [:   3 创建一个单弯曲器件 44 wh4ik`S 1   3.1 定义一个单弯曲器件 44 egQB!%D   3.2 定义布局设置 45 ?sfas57&y   3.3 创建一个弧形波导 46 #ra"(/)   3.4 插入入射面 49 2d:<P!B   3.5 选择输出数据文件 53 %:i; eUKR   3.6 运行模拟 54 lS"g[O+   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57  #OlU |I   4 创建一个MMI星形耦合器 60 n8W+q~sW%   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Ln6\Iis   4.2 定义布局设置 61 :`('lrq   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 DUBEh@   4.4 插入输入面 62 o,o,(sII   4.5 运行模拟 63 Uedzt   4.6 预览最大值 65 c@H_f   4.7 绘制波导 69 *sNZ.Y:.   4.8 指定输出波导的路径 69 R@*mMWW,   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 .m--#r   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 qKoD*cl)Za   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 tQ!p<Q= $)   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 dkT ewT 6'   5.1 定义波导材料 75 z&fXxp   5.2 定义布局设置 76 -+vA9,pI   5.3 创建波导 76 5f5bhBZ<   5.4 修改输入平面 77 tBR"sBiws   5.5 指定波导的路径 78 LxD >eA   5.6 运行模拟 79 ^{z @=o<o   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 yX%q7ex   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ODS8bD0!i   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Rb!|2h)   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 &f12Q&jY7   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 K@uUe3   6.2 定义布局结构 89 &T7|f!y   6.3 绘制并定位波导 91 !~X[qT   6.4 生成布局脚本 95 tE&@U$0>o   6.5 插入和编辑输入面 97 P-B3<~*i!   6.6 运行模拟 98 T-"zK r!   6.7 修改布局脚本 100 Po+I!TL'   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ly,3,ok   7 应用预定义扩散过程 104 .MNi)+   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 4sU*UePr   7.2 定义布局设置 106 [!^Q_O   7.3 设计波导 107 }^T7S2_Qy   7.4 设置模拟参数 108 w8MQA!=l   7.5 运行模拟 110 2|="!c8K   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 lDcKY   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ;Y/{q B!   7.8 添加一个新的轮廓 111 syuW>Z8s    7.9 创建上方的线性波导 112 Xz/5Wis4   8 各向异性BPM 115 P''5A6#5   8.1 定义材料 116 OnD!*jy   8.2 创建轮廓 117 $e(]L(o;   8.3 定义布局设置 118 lrn3yDkR?   8.4 创建线性波导 120 %BdQ.\4DS   8.5 设置模拟参数 121 px|y_.DB2x   8.6 预览介电常数分量 122 q> ;u'3}   8.7 创建输入面 123 jZRf{   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 b=V"$(Q   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 @UbH;m   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 YH_m WN\Wu   9.2 定义布局设置 130 kzMul<>sl   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ixK&E#   9.4 编辑输入平面 132 gmCW__oR   9.5 设置模拟参数 134 RQaB_bg7   9.6 运行模拟 135 jO` b&]0   10 电光调制器 138 8KxBN)fO;   10.1 定义电解质材料 139 G9`;Z^<L   10.2 定义电极材料 140 Y|'0bujr   10.3 定义轮廓 141 ;m/h?Y~   10.4 绘制波导 144 4CUoXs'   10.5 绘制电极 147 Z*AT &7   10.6 静电模拟 149 +[LG>   10.7 电光模拟 151 U8f!yXF'   11 折射率(RI)扫描 155 jkTh) Bm|'   11.1 定义材料和通道 155 ]4{ )VXod   11.2 定义布局设置 157 l|, Hj   11.3 绘制线性波导 160 kTC'`xv   11.4 插入输入面 160 <)hA?3J   11.5 创建脚本 161 3K8#,TK3   11.6 运行模拟 163 JbV\eE#KrC   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 K-_XdJ\   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 {B!LhvYAH   12.1 定义材料 165 8R3x74fL   12.2 创建参考轮廓 166 x.5!F2$   12.3 定义布局设置 166 [uJfmrEH   12.4 用户自定义轮廓 167 8OS@gpz   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 >9WJa5{   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 >i6sJ)2?>   13.1 定义材料 173 GnX+.uQL|   13.2 创建钛扩散轮廓 173 E{Kc$,y   13.3 定义晶圆 174 u[{j;l(   13.4 创建器件 175 n@TK}?\UoR   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 jOkc'   13.6 定义电极区域 178 `Z#0kpXk_   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 \ F\ /<   13.8 运行模拟 182 ~CtLSyB   13.9 创建脚本 184 #[ H4`hZ   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Rm&^[mv   14.1 理论背景 186 uwL^Tq}Yh   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 j&(Yk"j+   14.3 生成脚本数据 190 .S5%Qa [uW   14.4 导出散射数据 193 -qbx:Kk(   14.5 创建臂 194 0[# zn   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 K@f@vyw]   14.7 加载两个臂的文件 200 |w{}h6a   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 * ?JNh;   14.9 连接元件 202 65HP9`5Tm   14.10 运行模拟 203 y[D8rFw   14.11 创建图以查看结果 204 *]7$/%.D

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