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光波导《OptiBPM入门教程》
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infotek
2023-03-10 10:23
光波导《OptiBPM入门教程》
P!e= b-T
前 言
$a( `ve|
#jA) >z\Q^
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。
~3CVxbB^<
G1d(,4Xp
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。
O/b+CSS1
$1Z6\G O
通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
A@$kLex
% frfSGf.#
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。
}k7'"`#?"
N3%*7{X 9
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。
a]B[`^`z
3t" 4TjAy
《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
0L#/lDNk
上海讯技光电科技有限公司
P@0Y ./Ds
LFf`K)q
M%`\P\A
目 录
h|)vv4-d|
1 入门指南 4
: ]WqfR)#
1.1 OptiBPM安装及说明 4
mL yBm
1.2 OptiBPM简介 5
BKIjNV3
1.3 光波导介绍 8
f.6~x$:)`E
1.4 快速入门 8
$yu?.b 9H#
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
p&Ed\aQ%z;
2.1 定义MMI耦合器材料 28
M 2q"dz
2.2 定义布局设置 29
)L5i&UK.
2.3 创建一个MMI耦合器 31
cWLqU
2.4 插入input plane 35
,}SCa'PB
2.5 运行模拟 39
M.[rLJZ4
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
'V&Y[7Aeq
3 创建一个单弯曲器件 44
M;.Z M<Ga
3.1 定义一个单弯曲器件 44
V diJ>d[
3.2 定义布局设置 45
GTl xq%?b
3.3 创建一个弧形波导 46
1/Zh^foG
3.4 插入入射面 49
@xAfZb2 E
3.5 选择输出数据文件 53
o{WyQ&2N
3.6 运行模拟 54
3tAU?sV!
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
pA }S5x
4 创建一个MMI星形耦合器 60
q(IQa@$SR
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
rc N 9.1
4.2 定义布局设置 61
z(13~38+
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
#,NvO!j<4
4.4 插入输入面 62
bPbb\|u0d
4.5 运行模拟 63
k cuzB+
4.6 预览最大值 65
=O$M_1lp
4.7 绘制波导 69
q_[G1&MC
4.8 指定输出波导的路径 69
xTz %nx
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
s1j{x&OSq
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
9Ul(GI(
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
0JjUAxNq
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
{*m ?Kc7k
5.1 定义波导材料 75
$ &UZy|9
5.2 定义布局设置 76
PkuTg";
5.3 创建波导 76
, X{>
5.4 修改输入平面 77
} ^kL|qmjR
5.5 指定波导的路径 78
"sUyHt -&
5.6 运行模拟 79
T^.Cc--c
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
}T_Te?<&
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
{w6/[ -^
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
X6e/g{S)
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
5@ ~|*g[
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
p *w$:L
6.2 定义布局结构 89
LW) H"6v
6.3 绘制并定位波导 91
Vr.Y/3N&'
6.4 生成布局脚本 95
*# {z 3{+
6.5 插入和编辑输入面 97
KzU lTl0
6.6 运行模拟 98
:mcYZPX#
6.7 修改布局脚本 100
Xd `vDgD
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
0E`1HP"b
7 应用预定义扩散过程 104
s#9Ui#[=h
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
#'baPqdO
7.2 定义布局设置 106
5s{j = .O
7.3 设计波导 107
LPd\-S_rsP
7.4 设置模拟参数 108
c3%@Wj:fo
7.5 运行模拟 110
pc]J[ S?P
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
2/ rt@{V(
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
Z ~
7.8 添加一个新的轮廓 111
_l`e#XbG
7.9 创建上方的线性波导 112
OX]V) QHVZ
8 各向异性BPM 115
>o,^b\
8.1 定义材料 116
&EGqgNl
8.2 创建轮廓 117
FDzqL;I
8.3 定义布局设置 118
R\3VB NX.g
8.4 创建线性波导 120
WiL2
8.5 设置模拟参数 121
_f0C Y"
8.6 预览介电常数分量 122
cf_|nL #9
8.7 创建输入面 123
U&Wwyu:4i
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
CT a#Q,
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
&C<yfRDu
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
K6JVg $
9.2 定义布局设置 130
yM.IxpT#$
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
"ICC B1N|
9.4 编辑输入平面 132
PXoz*)tk
9.5 设置模拟参数 134
9# 4Y1L S)
9.6 运行模拟 135
ji1HV1S
10 电光调制器 138
#65^w=Sp}
10.1 定义电解质材料 139
F'}'(t+oAm
10.2 定义电极材料 140
m><w0k?t
10.3 定义轮廓 141
uE/T2BX*
10.4 绘制波导 144
O) |P,?
10.5 绘制电极 147
~5 N)f UI\
10.6 静电模拟 149
inb^$v
10.7 电光模拟 151
POI.]1i
11 折射率(RI)扫描 155
Ox!U 8g8c
11.1 定义材料和通道 155
%VJ85^B3
11.2 定义布局设置 157
[&[^G25
11.3 绘制线性波导 160
85:NFa@J
11.4 插入输入面 160
gU^$Sx7'
11.5 创建脚本 161
IzOYduJ.
11.6 运行模拟 163
Qp,DL@mp>8
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
Gl %3XdU
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
Z7rJ }VP
12.1 定义材料 165
!rDdd%Z
12.2 创建参考轮廓 166
63|+2-E2Q
12.3 定义布局设置 166
:AdDLpk3j
12.4 用户自定义轮廓 167
[H\:pP8t
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
<:FP4e "(
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
)5j;KI%t
13.1 定义材料 173
i@5[FC
13.2 创建钛扩散轮廓 173
5Z/GK2 [HL
13.3 定义晶圆 174
\@3Q i8u//
13.4 创建器件 175
=\#%j|9N9
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
.MW @;
13.6 定义电极区域 178
-4rDbDsr
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
9//+Bh
13.8 运行模拟 182
.o1^Oh
13.9 创建脚本 184
)0vU k
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
5AS[\CB4
14.1 理论背景 186
r)9Dy,
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
PjT=$ ]
14.3 生成脚本数据 190
a {}|Bf<
14.4 导出散射数据 193
Md6]R-l@
14.5 创建臂 194
"vCM}F
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
aV o;~h~
14.7 加载两个臂的文件 200
5J)= } e
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
U-k+9f 0
14.9 连接元件 202
:WI.LKlo ~
14.10 运行模拟 203
+;g {$da5
14.11 创建图以查看结果 204
^,F;M`[
有兴趣扫码加微联系[attachment=116632]
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