《OptiBPM入门教程》

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前言 Sj'ht=
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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。 IYWjHE+)d
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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。 ERUt'1F?]
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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。 BY\:dx)mK
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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。 L?_7bXoD
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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。 ?EMK8;
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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 #6+FY+/

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 < `qRA]

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目录 gw+9x<e
1 入门指南 4 {qKxz9.y
1.1 OptiBPM安装及说明 4 IM=bK U
1.2 OptiBPM简介 5 e]ig!G]
1.3 光波导介绍 8 qo+N,x9o
1.4 快速入门 8 bLz*A-
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 P ]N [y
2.1 定义MMI耦合器材料 28 *fO3]+)d+
2.2 定义布局设置 29 aYL|@R5;e
2.3 创建一个MMI耦合器 31 Fhq9D{TeY,
2.4 插入input plane 35 I~PDaZP
2.5 运行模拟 39 R8*Q$rH<
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 OYM@szM
3 创建一个单弯曲器件 44 ^x*nq3^h\
3.1 定义一个单弯曲器件 44 @Un/c:n
3.2 定义布局设置 45 +&tgJ07A
3.3 创建一个弧形波导 46 k.h`Cji@
3.4 插入入射面 49 j$fAq\B
3.5 选择输出数据文件 53 2^~<("+w
3.6 运行模拟 54 I3u{zHVwI
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 t{!
4 创建一个MMI星形耦合器 60 jD){I
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 DG(7|`(aY
4.2 定义布局设置 61 #Z=tJ
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 kI*(V[i
4.4 插入输入面 62 J2GcBzRH
4.5 运行模拟 63 <Y 4:'L6
4.6 预览最大值 65 g*\/N,"z
4.7 绘制波导 69 dNY"]b
4.8 指定输出波导的路径 69 'f8(#n=6qP
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 N5|Rmfo1
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ~Y=@$!Uq
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 O|kKwadC
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 pl*~kG=
5.1 定义波导材料 75 y-?>*fNo
5.2 定义布局设置 76 0m[dP
5.3 创建波导 76 C>^D*C(
5.4 修改输入平面 77 fbrp#G71y
5.5 指定波导的路径 78 ?{o/I\\
5.6 运行模拟 79 >QQ(m\a$
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 (J$\-a7<f
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 /rB{[zk
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 qg z*'_S
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 \`'KlF2
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 NQTnhiM7$
6.2 定义布局结构 89 *E>.)B i
6.3 绘制并定位波导 91 @z6!a
6.4 生成布局脚本 95 ;'T{li2
6.5 插入和编辑输入面 97 g]mtFrP
6.6 运行模拟 98 B,$l4m4
6.7 修改布局脚本 100 Rz%e>)
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 Z{-Lc68
7 应用预定义扩散过程 104 )\/ =M*
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 hPm>tV2X
7.2 定义布局设置 106 }6RT,O g
7.3 设计波导 107 /%x7+Rl\-^
7.4 设置模拟参数 108 T*2C_oW
7.5 运行模拟 110 KV!<Oq
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 _cJ[ FP1
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ul7o%Hs
7.8 添加一个新的轮廓 111 qG8s;_G
7.9 创建上方的线性波导 112 iCG`3(xL
8 各向异性BPM 115 dLh6:Gh8_I
8.1 定义材料 116 `qpc*enf0
8.2 创建轮廓 117 ";3*?/uM
8.3 定义布局设置 118 UgHf*m
8.4 创建线性波导 120 $FM' 3%B[
8.5 设置模拟参数 121 $Ptk|qFe
8.6 预览介电常数分量 122 'E;W
8.7 创建输入面 123 ;Kxbg>U
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 i`U:gw
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 6o3T;h
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Id8wS!W`7
9.2 定义布局设置 130 T(X:Yw
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 n"{X!(RIcx
9.4 编辑输入平面 132 JV"NZvjN7d
9.5 设置模拟参数 134 pck>;V
9.6 运行模拟 135 {5:Zl<0
10 电光调制器 138 >mu)/kl
10.1 定义电解质材料 139 ~2}Pl)
10.2 定义电极材料 140 N$aZ== $5
10.3 定义轮廓 141 R|,7d:k
10.4 绘制波导 144 .:1qK<vz
10.5 绘制电极 147 64oxjF)
10.6 静电模拟 149 HQVh+(
10.7 电光模拟 151 Y)HbxFF`/
11 折射率(RI)扫描 155 $N+6h#
11.1 定义材料和通道 155 CDg AGy
11.2 定义布局设置 157 q|#MB7e/
11.3 绘制线性波导 160 y).P=z
11.4 插入输入面 160 ``4wX-y
11.5 创建脚本 161 A=3HO\n5
11.6 运行模拟 163 Eek9|i"p
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 2wpjU&8W!
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 3P=w =~e
12.1 定义材料 165 :iCM=k
12.2 创建参考轮廓 166 #!#z5DJu
12.3 定义布局设置 166 2hOPzv&B
12.4 用户自定义轮廓 167 f@z*3I;
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 is#8R:7.:
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 tB6k|cPC
13.1 定义材料 173 %]4-{%v
13.2 创建钛扩散轮廓 173 Df=q-iq<{/
13.3 定义晶圆 174 QXQ
13.4 创建器件 175 D[Iqn
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Vu]h4S:
13.6 定义电极区域 178 }C6@c1myq-
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 *Zkss
13.8 运行模拟 182 UmP'L!
13.9 创建脚本 184 L7q |^`
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 #s"B-sWE
14.1 理论背景 186 ?ApRJm:T
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 T%I&txl
14.3 生成脚本数据 190 M []OHw
14.4 导出散射数据 193 R{3CW^1
14.5 创建臂 194 1bRL"{m^)-
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 H?:Jq\Ba0
14.7 加载两个臂的文件 200 k/`i6%F#m
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 960qvz!
14.9 连接元件 202 #)74X%4(
14.10 运行模拟 203 gue(C(~.k_
14.11 创建图以查看结果 204 +WF.wP?y
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有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] iHz[Zw^.s
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