《OptiBPM入门教程》

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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。 I9h?Z&n5
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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。 |XzqP +t
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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。 qd6XKl\5
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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。 "15mOW(!+
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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。 EtK,C~C}8
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《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 j yR9a!

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 W]{mEB

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目录 \74+ cN
1 入门指南 4 @{\q1J>
1.1 OptiBPM安装及说明 4 cd)yj&:?Bt
1.2 OptiBPM简介 5 ,.6Hh'^65^
1.3 光波导介绍 8 RNE})B
1.4 快速入门 8 SsiAyQ|Ma
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 *[t@j*al
2.1 定义MMI耦合器材料 28 Jf{6'Ub
2.2 定义布局设置 29 _ #288`bU
2.3 创建一个MMI耦合器 31 \^orl9
2.4 插入input plane 35 Rm`_0}5
2.5 运行模拟 39 WDNuR#J?
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Wg9q_Ql
3 创建一个单弯曲器件 44 Eqj&SA
3.1 定义一个单弯曲器件 44 P#]%C
3.2 定义布局设置 45 z)I.^
3.3 创建一个弧形波导 46 RZi]0l_A'
3.4 插入入射面 49 E+k#1c|v$
3.5 选择输出数据文件 53 422d4Zu
3.6 运行模拟 54 NCbn<ojb
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 TC;2K,.#k
4 创建一个MMI星形耦合器 60 RI9&KS
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 UM%]A'h2O"
4.2 定义布局设置 61 #u`i4
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 >/k[6r5
4.4 插入输入面 62 & F\HR
4.5 运行模拟 63 =Bu>}$BD
4.6 预览最大值 65 MgyV{`
4.7 绘制波导 69 o5)lTVQ~~
4.8 指定输出波导的路径 69 8`l bKV
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 `3m7b!0k
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 'M+iw:R__
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 >J,Rx!fq3
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 1Ys6CJ#
5.1 定义波导材料 75 pLi_)(#z_
5.2 定义布局设置 76 U[1Rw6
5.3 创建波导 76 tJ`tXO
5.4 修改输入平面 77 9}LcJ
5.5 指定波导的路径 78 h3U| ~h
5.6 运行模拟 79 Y3^UJe7E
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 1S .~Vh0Q,
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 LPO:Ka
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 }xXUCU<
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ^ur?da9z'
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 o|FjNL
6.2 定义布局结构 89 ,Axk\7-
6.3 绘制并定位波导 91 9cQZ`Ex
6.4 生成布局脚本 95 Q |,(C0<G
6.5 插入和编辑输入面 97 r/o1a't;
6.6 运行模拟 98 Q'D%?Vg'
6.7 修改布局脚本 100 "X<vgM^:
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Bc{j0Su
7 应用预定义扩散过程 104 oZm)@Vv;
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 mX2i^.zH
7.2 定义布局设置 106 s?r:McF`
7.3 设计波导 107 K@yLcgr{O2
7.4 设置模拟参数 108 =UY)U-
7.5 运行模拟 110 +P YX.
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 5DB4vh
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 +ZOjbI)
7.8 添加一个新的轮廓 111 {yFCGCs
7.9 创建上方的线性波导 112 x -CTMKX
8 各向异性BPM 115 ;\1/4;m
8.1 定义材料 116 W%Jw\ z=
8.2 创建轮廓 117 iF0x>pvJ@
8.3 定义布局设置 118 ~^Ceru"<
8.4 创建线性波导 120 0m8mHJ<&
8.5 设置模拟参数 121 cP8g.+
8.6 预览介电常数分量 122 }XHB7,
8.7 创建输入面 123 R#QOG}
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 rLP:kP'b
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 vZhC_G+tGd
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 MPaF
9.2 定义布局设置 130 Fl8*dXG&
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 CYkU-
9.4 编辑输入平面 132 R-%v??
9.5 设置模拟参数 134 jd>ug=~x
9.6 运行模拟 135 ,v<GSiO
10 电光调制器 138 7S^ba
10.1 定义电解质材料 139 ~O|g~H5;
10.2 定义电极材料 140 pf&H !-M
10.3 定义轮廓 141 ')G,+d^
10.4 绘制波导 144 ~bC-0^/ 8|
10.5 绘制电极 147 4th*=ku
10.6 静电模拟 149 K14FY2"
10.7 电光模拟 151 G#uD CF,O
11 折射率(RI)扫描 155 5B:%##Ug5
11.1 定义材料和通道 155 UYLCzv~W
11.2 定义布局设置 157 }o9fpo|
11.3 绘制线性波导 160 R_JB`HFy=
11.4 插入输入面 160 /2s=;tA1
11.5 创建脚本 161 c\P,ct }>
11.6 运行模拟 163 &7-ENg9 [
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 nr*nX
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 G+5_I"`W
12.1 定义材料 165 m/E$0tf
12.2 创建参考轮廓 166 5)@UpcjUA
12.3 定义布局设置 166 `eo$o!
12.4 用户自定义轮廓 167 Jam&Rj,
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 m[>pv1o
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 r]+/"~a
13.1 定义材料 173 ^pc?oDPSg
13.2 创建钛扩散轮廓 173 |!Uul0O
13.3 定义晶圆 174 $l W 7me
13.4 创建器件 175 T<a/GE/
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ZBY*C;[)*P
13.6 定义电极区域 178 R(t1Ei.-?
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 s!g06F
13.8 运行模拟 182 jx=5E6(h
13.9 创建脚本 184 a62'\wF>D
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 r*F^8_YMK
14.1 理论背景 186 Ia@!Nr2
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 &mPR[{
14.3 生成脚本数据 190 ~DL-@*&
14.4 导出散射数据 193 :q>uj5%
14.5 创建臂 194 m=K46i+NE
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 O)FkpZc@9c
14.7 加载两个臂的文件 200 Zws[C
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 hJc^NU5
14.9 连接元件 202 l_lK,=cLj+
14.10 运行模拟 203 ,5XDH6L1
14.11 创建图以查看结果 204 ABIQi[A
有兴趣扫码加微联系[attachment=117462] )a=FhSB[G
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