《OptiBPM入门教程》

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前言 4uz\Me(
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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。 VHJr+BQ1K/
b#P8Je`;9
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。 #C+0m`
MB#%k#z`B
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。 D\k);BU~
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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。 ^WeT3b q
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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。 oreSu;`$
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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 RH`m=?~J,

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 ^Dh2_vbI

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目录 `Q{kiy
1 入门指南 4 p*^O8o
1.1 OptiBPM安装及说明 4 @<};Bo'
1.2 OptiBPM简介 5 ULoTPx@N
1.3 光波导介绍 8 ]Rw,5\0
1.4 快速入门 8 kh`X92~
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ic3qb<2
2.1 定义MMI耦合器材料 28 _rajm J
2.2 定义布局设置 29 3{:d$- y
2.3 创建一个MMI耦合器 31 bk8IGhO|m!
2.4 插入input plane 35 ]03!KE
2.5 运行模拟 39 ztTpMj
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ^lQej%
3 创建一个单弯曲器件 44 sx/g5?zh
3.1 定义一个单弯曲器件 44 s#d>yx_b
3.2 定义布局设置 45 9_HEImk
3.3 创建一个弧形波导 46 UWu|w
3.4 插入入射面 49 p}j{<y
3.5 选择输出数据文件 53 ^m5{:\ Xk
3.6 运行模拟 54 0AaN
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ^c=@2#^\
4 创建一个MMI星形耦合器 60 js>6Du
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 p1 o?^A&
4.2 定义布局设置 61 H\O|Y@uVr
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 r*WdD/r|
4.4 插入输入面 62 (OJ}|*\e
4.5 运行模拟 63 AKS(WNGEp
4.6 预览最大值 65 2[WQq)\
4.7 绘制波导 69 D,X$66T ^
4.8 指定输出波导的路径 69 8x+K4B"oe
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 s_RYYaM
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 6z/8nf +u
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ~>C!l k
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 #M_QSD}&
5.1 定义波导材料 75 oiklRf
5.2 定义布局设置 76 ^tpy8TQ
5.3 创建波导 76 6H3_qx
5.4 修改输入平面 77 6jKM,%l
5.5 指定波导的路径 78 `RjcJ?r
5.6 运行模拟 79 d{YhKf#~
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ~)()PO
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 YrB-;R1+
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 EK#w: "
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 d`^@/1tO
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 0wOgQ n
6.2 定义布局结构 89 H9&?<j1n
6.3 绘制并定位波导 91 6_9w1 ,WE
6.4 生成布局脚本 95 BL]^+KnP
6.5 插入和编辑输入面 97 _Jx?m
6.6 运行模拟 98 0V1kZ.
6.7 修改布局脚本 100 *A_
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 s n?
7 应用预定义扩散过程 104 >+8mq]8^
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 8o~\L= l
7.2 定义布局设置 106 2*Gl|@~N
7.3 设计波导 107 ."3 J;j
7.4 设置模拟参数 108 4$_8#wB1&
7.5 运行模拟 110 "b2Mk-qP
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 89WuxCFS
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 GF k?Qf{u
7.8 添加一个新的轮廓 111 bcOX/
7.9 创建上方的线性波导 112 H4%wq
8 各向异性BPM 115 1AhL-Lj
8.1 定义材料 116 OxqP:kM
8.2 创建轮廓 117 654PW9{(
8.3 定义布局设置 118 M`"2;
8.4 创建线性波导 120 15SIZ:Q
8.5 设置模拟参数 121 S~m*t i(
8.6 预览介电常数分量 122 1a%*X UT
8.7 创建输入面 123 4u:{PN
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ]QpR>b=[j
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 A~h8 >zz*
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 'X`\vTxB
9.2 定义布局设置 130 !(+?\+U lE
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 k 9s3@S
9.4 编辑输入平面 132 ;M}bQ88
9.5 设置模拟参数 134 \QHM7C T
9.6 运行模拟 135 Ws(BouJ
10 电光调制器 138 }~\J7R'
10.1 定义电解质材料 139 0E++
10.2 定义电极材料 140 kV-a'"W5
10.3 定义轮廓 141 8lbNw_U
10.4 绘制波导 144 d'DS7F(c{
10.5 绘制电极 147 @ '<lD*W
10.6 静电模拟 149 =niU6Q}
10.7 电光模拟 151 E?%k
11 折射率(RI)扫描 155 M8 ++JI
11.1 定义材料和通道 155 a)}?rzT]
11.2 定义布局设置 157 *6k (xL
11.3 绘制线性波导 160 >2N`l
11.4 插入输入面 160 {%~Sbcq4F
11.5 创建脚本 161 S,J'Z:spf
11.6 运行模拟 163 3`-[95w
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 y5l4H8{h}
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 3{,Mpb@
12.1 定义材料 165 <y!6HJ"
12.2 创建参考轮廓 166 Qa"R?dfr
12.3 定义布局设置 166 eeuAo&L&
12.4 用户自定义轮廓 167 (A"oMnjWd
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 MJ>(HJY6?%
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 EEF}Wf$f
13.1 定义材料 173 #r0A<+t{T
13.2 创建钛扩散轮廓 173 #bf^Pq'8
13.3 定义晶圆 174 M*@MkN*u&
13.4 创建器件 175 BXm{x6\
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 {*tewF)|
13.6 定义电极区域 178 LgB}!OLQ
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 <sd Qvlx$-
13.8 运行模拟 182 JCE364$$"
13.9 创建脚本 184 "BEU%,w
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 arDY@o~
14.1 理论背景 186 mo<g'|0
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 E-n!3RQ(w
14.3 生成脚本数据 190 |nMbf
14.4 导出散射数据 193 vChkSY([
14.5 创建臂 194 O+(Z`,^
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 w[loV
14.7 加载两个臂的文件 200 ]}C#"Xt
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 OB5{EILej
14.9 连接元件 202 'gQm%:qU3r
14.10 运行模拟 203 %_}#IS1
14.11 创建图以查看结果 204 Fa@#nY|UV3
gl00$}C
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有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] IzkZ^;(N
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