《OptiBPM入门教程》

El)Wj cmH   前  言 d;9F2,k$w   )0W-S9e<   随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。 =-U8^e_Y   rF8nz:8   OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 ^sA"&Vdr^   ~)\E&c   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 +P. }<   HQOz   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 ?H2{R:   )+S^{tt   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 Y]R;>E5o|   @s2<y@   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 rFPfTpS   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月  ,m-/R   !?~>f>js_l   IT\lkF2   目 录 U1wsCH3+n   1 入门指南 4 <(U:v   1.1 OptiBPM安装及说明 4 t$W~X~//   1.2 OptiBPM简介 5 C_JDQByfL   1.3 光波导介绍 8 0=^A{V!m   1.4 快速入门 8 yxt`   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 dUg| {l   2.1 定义MMI耦合器材料 28 T+y3Ph--^   2.2 定义布局设置 29 6-\g hPo   2.3 创建一个MMI耦合器 31 Mmu>&C\   2.4 插入input plane 35 N$i|[>`j   2.5 运行模拟 39 j>70AE3[8   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 =(x W7Pt~   3 创建一个单弯曲器件 44 A=5A8B1   3.1 定义一个单弯曲器件 44 &XnbZ&_   3.2 定义布局设置 45 C/{tvY /o   3.3 创建一个弧形波导 46 aMaFxEW   3.4 插入入射面 49 I2$.o0=3Y   3.5 选择输出数据文件 53 ))qOsphN   3.6 运行模拟 54 2}^fhMS   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 oL2 a:\7   4 创建一个MMI星形耦合器 60 +%hA6n   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 DfNX@gbo   4.2 定义布局设置 61 UvtSNP&/2d   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ?xbPdG":R   4.4 插入输入面 62 pg%'_+$~m   4.5 运行模拟 63 c88I"5@[bD   4.6 预览最大值 65 Ew|VDD(.   4.7 绘制波导 69 \!["U`\.K   4.8 指定输出波导的路径 69 7Q>*]   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ?u`TX_OsB   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &u_s*   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 w /`I2uYu   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 D6KYkN(,v   5.1 定义波导材料 75 T!T6M6?   5.2 定义布局设置 76 *Hnk,?kPq   5.3 创建波导 76 Y0||>LX   5.4 修改输入平面 77 !\0U EC   5.5 指定波导的路径 78 +H7lkbW    5.6 运行模拟 79 ,KMt9<   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Q[+o\{ O   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 3\xvy{r   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 D-[`wCa,   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 )K4A-9pC   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 BmRk|b   6.2 定义布局结构 89 *[(}rpp M   6.3 绘制并定位波导 91 i5>]$j1/   6.4 生成布局脚本 95 L%[om c?   6.5 插入和编辑输入面 97 @@, l0/   6.6 运行模拟 98 ]0VjVU-   6.7 修改布局脚本 100 _dT,%q   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 >^8=_i !   7 应用预定义扩散过程 104 ctv=8SFv(   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 b|cUKsL5   7.2 定义布局设置 106 z4snH%q   7.3 设计波导 107 .."=   7.4 设置模拟参数 108 , 8NY<sFh   7.5 运行模拟 110 a|*{BlY   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 )>]~Y   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 =+T$1   7.8 添加一个新的轮廓 111 6dRxfbL   7.9 创建上方的线性波导 112 O43emL3   8 各向异性BPM 115 '\$2+*   8.1 定义材料 116 Jv*(DFt!v   8.2 创建轮廓 117 @w)Vt$+b]   8.3 定义布局设置 118 ohHKZZ   8.4 创建线性波导 120 H0zKL]D'>   8.5 设置模拟参数 121 XNwZSW   8.6 预览介电常数分量 122 gg>O:np8   8.7 创建输入面 123 >i>% @   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 f_*Bd.@   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ".9b}}   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 _]~gp.   9.2 定义布局设置 130 e5!LbsJv   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 ?h;Zdv>`xz   9.4 编辑输入平面 132 ?N 6'*2{NT   9.5 设置模拟参数 134 y{.s 4NT   9.6 运行模拟 135 fa7I6 i   10 电光调制器 138 |fx*F}1   10.1 定义电解质材料 139 OC$Y8Ofr   10.2 定义电极材料 140 yw|O,V<4N   10.3 定义轮廓 141 < sJ   10.4 绘制波导 144 0-ISOA&   10.5 绘制电极 147 n+Ia@$|m   10.6 静电模拟 149 >a@c5   10.7 电光模拟 151 LV4]YC   11 折射率(RI)扫描 155 6]=$c<.&   11.1 定义材料和通道 155 Gz]p2KBg   11.2 定义布局设置 157 H\OV7=8   11.3 绘制线性波导 160 :27GqY,3sK   11.4 插入输入面 160 nu1s   11.5 创建脚本 161 @z8,XW }   11.6 运行模拟 163 [NE:$@   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ZGUhje!   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 T)"B35   12.1 定义材料 165 sx;7   12.2 创建参考轮廓 166 UN7>c0B   12.3 定义布局设置 166 vJ__jO"Sq   12.4 用户自定义轮廓 167 R<}n?f\#JZ   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 <P)vx   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 0XCtw6   13.1 定义材料 173 ]] R*sd*   13.2 创建钛扩散轮廓 173 9?xMsu-H   13.3 定义晶圆 174 3cuVyf<v   13.4 创建器件 175 [FHSFr E,5   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 xFU*,Y   13.6 定义电极区域 178 VCzmTnD   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 J.  ;9-   13.8 运行模拟 182 ,qF;#nB-   13.9 创建脚本 184 -!OFt}   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 #HjiE   14.1 理论背景 186 $9pFRQC' q   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 y\]~S2}G   14.3 生成脚本数据 190 39jnoT   14.4 导出散射数据 193 $Hr qX?&r   14.5 创建臂 194 <!ewb=[_$   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 #7!P3j   14.7 加载两个臂的文件 200 P& Vqr   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 r=Up-(j   14.9 连接元件 202 $q_e~+SXT   14.10 运行模拟 203 dg9 DBn#   14.11 创建图以查看结果 204 gOkq>i_

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