《OptiBPM入门教程》

&Y54QE".   前  言 n+{HNr   GOy=p3mQ   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。 ?$|uT   \7Gg2;TA6o   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。 ]#Vo}CVP   bJQ5- *F   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。 $J QWfGwR   ORGv)>C|   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。 bZNIxkc[Dh   <w0NPrS]   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。 mje<d"bW   m:)Z6   《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 $Wit17j   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ?EI'^xg   W@I 02n2H   yZYKwKG   目 录 vk @%R   1 入门指南 4 ]y3pE}R   1.1 OptiBPM安装及说明 4 kOs(?=   1.2 OptiBPM简介 5 T4OguP=   1.3 光波导介绍 8 4. 1rJa   1.4 快速入门 8 $ A-+E\vQ@   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 I jZ]_*^!   2.1 定义MMI耦合器材料 28 +kjzn]}f   2.2 定义布局设置 29 (k%GY< bP   2.3 创建一个MMI耦合器 31 hi!L\yi   2.4 插入input plane 35 Ua):y) A   2.5 运行模拟 39 j?EskT6   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 iO!27y   3 创建一个单弯曲器件 44 Zimh_   3.1 定义一个单弯曲器件 44 5] jx5!N   3.2 定义布局设置 45 16"#i   3.3 创建一个弧形波导 46 TT'Ofvdc   3.4 插入入射面 49 N> +P WE$   3.5 选择输出数据文件 53 exfmq   3.6 运行模拟 54 W7H&R,   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Q*]$)D3n   4 创建一个MMI星形耦合器 60 Lj}>Xy(7<   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 (2U W_l   4.2 定义布局设置 61 L2KG0i`+   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 _|N}4a   4.4 插入输入面 62 /:bKqAz;M   4.5 运行模拟 63 z5x _fAT(   4.6 预览最大值 65 KX!i\NHz   4.7 绘制波导 69 l^.K'Q1~a   4.8 指定输出波导的路径 69 P Q7A~dw9   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 _`H.h6h   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &e5(Djz8t   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 l :/&E 6 9   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 pD"YNlB^   5.1 定义波导材料 75 Rj^7#,993   5.2 定义布局设置 76 4t04}vp   5.3 创建波导 76 >ajuk   5.4 修改输入平面 77 -;^;2#](g   5.5 指定波导的路径 78 oizT-8i@N   5.6 运行模拟 79 oBr.S_Qe   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ;x-(kIiE   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ["}A S:   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 0 o;O`/x   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 @}WNKS&m   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 MU'@2c   6.2 定义布局结构 89 Z,K7Ot0   6.3 绘制并定位波导 91 %?bcT[|3   6.4 生成布局脚本 95 syv$XeG=}   6.5 插入和编辑输入面 97 `-_N@E1'>   6.6 运行模拟 98 baee?6   6.7 修改布局脚本 100 6SVqRD<`   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 f/,tgA   7 应用预定义扩散过程 104 ~4\,&HH   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 -T7xK/   7.2 定义布局设置 106 TI=h_%mO   7.3 设计波导 107 1~J5uB 4   7.4 设置模拟参数 108 3o*FPO7?   7.5 运行模拟 110 P-CB;\   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 2edBQYWd   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 dt_e   7.8 添加一个新的轮廓 111 Jic}+X*0   7.9 创建上方的线性波导 112 XF}rd.K:   8 各向异性BPM 115 JQ@fuo %   8.1 定义材料 116 6"U8V?E   8.2 创建轮廓 117 f6!D L<   8.3 定义布局设置 118 P}V=*g    8.4 创建线性波导 120 |ETiLR=&   8.5 设置模拟参数 121 >E:<E'L   8.6 预览介电常数分量 122 ,LZX@'5   8.7 创建输入面 123 F[saP0 *   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 QK; T~ _k   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 iEIg :   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Sw8kIC   9.2 定义布局设置 130 Ri#H.T<'   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130  1f#mHt:(   9.4 编辑输入平面 132 [Il~K   9.5 设置模拟参数 134 WZZ4] cC   9.6 运行模拟 135 dRI^@n   10 电光调制器 138 BI2; ex   10.1 定义电解质材料 139 @*MC/fe   10.2 定义电极材料 140 p@YB?#Im   10.3 定义轮廓 141 ?m0IehI   10.4 绘制波导 144 5\F z!   10.5 绘制电极 147 9b;A1gu   10.6 静电模拟 149 Q7gY3flg   10.7 电光模拟 151 4=Gph   11 折射率(RI)扫描 155 5,pSg   11.1 定义材料和通道 155  U4 7}QDh   11.2 定义布局设置 157 PUdM[-zjh   11.3 绘制线性波导 160 3= -pG   11.4 插入输入面 160 ir16    11.5 创建脚本 161 xd-XWXc   11.6 运行模拟 163 ZH,4oF   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 &v!WVa?   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 FP^{=0   12.1 定义材料 165 ]3Dl)[R    12.2 创建参考轮廓 166 Ad$n4Ze   12.3 定义布局设置 166 AoaN22   12.4 用户自定义轮廓 167 28andfl   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 tMp=-"   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 9\;|x   13.1 定义材料 173 _qXa=|}V.   13.2 创建钛扩散轮廓 173 kJQ#Wz|z]   13.3 定义晶圆 174 AVw%w&|%   13.4 创建器件 175 ,8MLoZ_   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 \5)htL1F   13.6 定义电极区域 178 ? 1*m,;Z   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 gEQNs\Jn L   13.8 运行模拟 182 _-~`03 `!   13.9 创建脚本 184 <?Wti_ /M   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 !0,Mp@ j/   14.1 理论背景 186 5S{7En~zUE   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 8}e,% {q   14.3 生成脚本数据 190 ,Gk}"w   14.4 导出散射数据 193 U`|0 jJ   14.5 创建臂 194 cbYLU \!   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 f.B>&%JRZ   14.7 加载两个臂的文件 200 7OCwG~_^   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 XjioZ   14.9 连接元件 202 Gfp1mev   14.10 运行模拟 203 X^9d/}uTa   14.11 创建图以查看结果 204 >wHxmq8F5<   WY:& ugGx   u{N,Ib 8   有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] 41a.#o

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