《OptiBPM入门教程》

.A<n2-    前  言 7p,!<X}%   k#/%#rQM   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。 EA!I& mBq   c(!{_+q"   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。 ro@`S:   `z`"0;,7S   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。 </7?puVR   >J@hqW   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。 a(eUdGJ   ZCCwx71 j   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。 jX{t/8v/s4   Kyq/o-    《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 LXcH<)   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 [ncOtDE   v8o{3wJ   1$~W~O   目 录 }\)O1   1 入门指南 4 !3#*hL1fy   1.1 OptiBPM安装及说明 4 iKuSk~   1.2 OptiBPM简介 5 3_+$x4%   1.3 光波导介绍 8 Ym"Nj   1.4 快速入门 8 <eG8xC   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 MUU9IMFJ   2.1 定义MMI耦合器材料 28 Z2u5n`K   2.2 定义布局设置 29 Td>Lp=0rU   2.3 创建一个MMI耦合器 31 N_"mC^Vx   2.4 插入input plane 35 :If 1zB)   2.5 运行模拟 39 @9<MW   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 6?v)Hb}J%d   3 创建一个单弯曲器件 44 #x;i R8^    3.1 定义一个单弯曲器件 44 ?1u2P$d   3.2 定义布局设置 45 Z6I^HG{:   3.3 创建一个弧形波导 46 ngoAFb   3.4 插入入射面 49 O0i[GCtP5   3.5 选择输出数据文件 53 { f@k2^   3.6 运行模拟 54 }+8w   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 A12#v,   4 创建一个MMI星形耦合器 60 `:XrpD   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Ph*tZrd*#   4.2 定义布局设置 61 ^gpswhp 5   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 hDJ84$eVZ   4.4 插入输入面 62 UlN+   4.5 运行模拟 63 71?>~PnbH}   4.6 预览最大值 65 sinnHQ   4.7 绘制波导 69 |-c)OS3#D   4.8 指定输出波导的路径 69 cDS6RO?   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 KXP^F6@l   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 v]tbs)x;h   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 eh-/,vmRa   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 )(|+z'   5.1 定义波导材料 75 i#M$i*H*A   5.2 定义布局设置 76 5!T\L~tyt   5.3 创建波导 76 6+9inWTT(   5.4 修改输入平面 77 8uR4ZE*   5.5 指定波导的路径 78 bt/u^E   5.6 运行模拟 79 A3C#wJ   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 4|*H0}HOm   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ]R8}cbtU   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 bojx:g   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 7ZbnG@s7   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ]:m}nJ_   6.2 定义布局结构 89 xG05OqKpE   6.3 绘制并定位波导 91 _N5$>2   6.4 生成布局脚本 95 =X?jId{   6.5 插入和编辑输入面 97 5fK#*(x   6.6 运行模拟 98 >W= 0N(   6.7 修改布局脚本 100 @3/.W+   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 OchIEF"N   7 应用预定义扩散过程 104 &y?L^Aq   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 iEG`+h '   7.2 定义布局设置 106 p.9VyM   7.3 设计波导 107 &<Bx1\ ~V   7.4 设置模拟参数 108 sEj?,1jk   7.5 运行模拟 110 K4Mv\!Q<8   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Re3vW re   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ] 8sVXZ   7.8 添加一个新的轮廓 111 s)dN.'5/   7.9 创建上方的线性波导 112 wXv\[zL`   8 各向异性BPM 115 DGMvYNKTj   8.1 定义材料 116 wV- kB4^4   8.2 创建轮廓 117 n22k<@y   8.3 定义布局设置 118 5`oVyxJ<   8.4 创建线性波导 120 2)DrZI   8.5 设置模拟参数 121 [bd fp a   8.6 预览介电常数分量 122  l`x;Og>a   8.7 创建输入面 123 RI_:~^nO{r   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 VU7x w   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ;EZ$8|   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 &K@2kq,   9.2 定义布局设置 130 N>?R,XM V   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 @[M5$,"   9.4 编辑输入平面 132 >'3J. FY   9.5 设置模拟参数 134 "f|\":\   9.6 运行模拟 135 @N?A0S/   10 电光调制器 138 2x-67_BHY=   10.1 定义电解质材料 139 ]J\tosTi   10.2 定义电极材料 140 "' g*_   10.3 定义轮廓 141 s^Lg*t3I   10.4 绘制波导 144 zj.;O#hW   10.5 绘制电极 147 |) {)w`   10.6 静电模拟 149 {]1+01vI-   10.7 电光模拟 151 "*O(3L.c-   11 折射率(RI)扫描 155 fI@4 v\   11.1 定义材料和通道 155 Id3i qAL   11.2 定义布局设置 157 k^-HY[Q9   11.3 绘制线性波导 160 a=3?hVpB   11.4 插入输入面 160 [UN`~   11.5 创建脚本 161 ]Z?$ 5Ks   11.6 运行模拟 163 K@u\^6419   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163  S^;D\6(r   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Qzbelt@Wx   12.1 定义材料 165 C.M ]~"e   12.2 创建参考轮廓 166 t>[K:[0U   12.3 定义布局设置 166 I9GRSm;0<   12.4 用户自定义轮廓 167 HhkubG)\   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 V_*TY6   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 _l}"gUtiw   13.1 定义材料 173 4OL q   13.2 创建钛扩散轮廓 173 jFYv4!\ju   13.3 定义晶圆 174 ][R #Q;y<   13.4 创建器件 175 {bB;TO<b`   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 S7SD$+fX   13.6 定义电极区域 178 noz&4"S.{   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ki`7S   13.8 运行模拟 182 M5DW!^   13.9 创建脚本 184 V6%J9+DK   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 |1vikG8   14.1 理论背景 186 -DgJkyt+<   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 qH(3Z^#.|   14.3 生成脚本数据 190 )LESdX   14.4 导出散射数据 193 afEhC0j   14.5 创建臂 194 4f+R}Ee7   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 5"1kfB3v   14.7 加载两个臂的文件 200 cnfjOg'\{   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 0&!,+   14.9 连接元件 202 -:w+`x?XaB   14.10 运行模拟 203 AN;SRl   14.11 创建图以查看结果 204 EN^C'n

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