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《OptiBPM入门教程》
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infotek
2023-05-15 08:52
《OptiBPM入门教程》
&LG|YvMY6
前 言
' QjJ^3A
{iCX?Sb
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。
{$ pi};
({$rb-
OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。
pV!WZ Ufg
G)f!AuN=
通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
[ \%a7ji#
R:e cLbC
本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
'|*e4n
bPkz= ^-
本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
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>5TXL OYZ
《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
%Na` \`L{F
上海讯技光电科技有限公司
2021年4月
91nB?8ZE6,
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jLY$P<u?%P
目 录
3<[q>7X
1 入门指南 4
S\GxLW@x
1.1 OptiBPM安装及说明 4
;!7M<T$&
1.2 OptiBPM简介 5
~BE=z:
1.3 光波导介绍 8
O%aHQL%Sz
1.4 快速入门 8
r gi4 >
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
*+00
2.1 定义MMI耦合器材料 28
W59 xe&l
2.2 定义布局设置 29
g5x>}@ONq7
2.3 创建一个MMI耦合器 31
SL\15`[{
2.4 插入input plane 35
r ^ '
2.5 运行模拟 39
w4&\-S#
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
U'Y ,T$Q
3 创建一个单弯曲器件 44
Y:Jgr&*,z
3.1 定义一个单弯曲器件 44
<^W5UU#Pg
3.2 定义布局设置 45
A6E~GJa
3.3 创建一个弧形波导 46
H|MAbx 7
3.4 插入入射面 49
o{l]n*
3.5 选择输出数据文件 53
Cy)QS{YX
3.6 运行模拟 54
NSR][h_
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
-zzT:C
4 创建一个MMI星形耦合器 60
9%0^fhrJ
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
hvA|d=R(
4.2 定义布局设置 61
ER}5`*X{
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
~E vGNnTL
4.4 插入输入面 62
Zw<<p|{)<
4.5 运行模拟 63
>66 `hZ
4.6 预览最大值 65
)YZx]6\l)
4.7 绘制波导 69
# /_ VY.
4.8 指定输出波导的路径 69
3a}c'$F>_'
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
6JR FYgI
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
WY5HmNX3E
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
QBfo=9[=e
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
Sogt?]HB$
5.1 定义波导材料 75
^V]IPGV
5.2 定义布局设置 76
X+N8r^&
5.3 创建波导 76
'e$8 IZm
5.4 修改输入平面 77
: &~LPmJ
5.5 指定波导的路径 78
MlW*Tugg
5.6 运行模拟 79
p Tncx%!W5
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
_kBx2>qQ
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
ov >5+"q)
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
> 9y y91H
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
0h{&k7T<7
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
nV8iYBBym
6.2 定义布局结构 89
kP^=
6.3 绘制并定位波导 91
g'2; ///
6.4 生成布局脚本 95
e+<9Sh 7&
6.5 插入和编辑输入面 97
QHnC(b
6.6 运行模拟 98
.*J /F$
6.7 修改布局脚本 100
k/BlkjlNE
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
`lt[Q>Z
7 应用预定义扩散过程 104
k[f_7lJ2
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
lB8g D
7.2 定义布局设置 106
i|28:FJA
7.3 设计波导 107
[N<rPHT
7.4 设置模拟参数 108
Z.s0ddM s
7.5 运行模拟 110
Oq)7XL4
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
jx ?"`;a
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
.kgt? r
7.8 添加一个新的轮廓 111
QiJ
7.9 创建上方的线性波导 112
#qK5 i1<
8 各向异性BPM 115
Y_~otoSoY
8.1 定义材料 116
+AFBTJ
8.2 创建轮廓 117
a zO7C*_
8.3 定义布局设置 118
;krIuk-
8.4 创建线性波导 120
/a 6i`
8.5 设置模拟参数 121
e_cK#9+
8.6 预览介电常数分量 122
^ohIJcI-
8.7 创建输入面 123
vTIRydg2b
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
.nEiYS|T
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
Z'|k M!
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
+*aC \4w
9.2 定义布局设置 130
|t~>Xs
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
W r'1Y7z
9.4 编辑输入平面 132
Gi*_ &
9.5 设置模拟参数 134
\p]B8hLW
9.6 运行模拟 135
b # Llu$
10 电光调制器 138
=F %lx[9Ye
10.1 定义电解质材料 139
Zq5~M bldh
10.2 定义电极材料 140
jX^_(Kg
10.3 定义轮廓 141
MT$)A:"
10.4 绘制波导 144
*.Z~f"SZy*
10.5 绘制电极 147
91nw1c!
10.6 静电模拟 149
) t CNp
10.7 电光模拟 151
P4+PY 8
11 折射率(RI)扫描 155
Sl@Ucc31
11.1 定义材料和通道 155
[khXAf1{Q
11.2 定义布局设置 157
M5L /3qLh1
11.3 绘制线性波导 160
^`Hb7A(
11.4 插入输入面 160
2IUd?i3~l
11.5 创建脚本 161
tf[)| /M
11.6 运行模拟 163
hML-zZ
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
81w"*G5AM
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
c@J@*.q]
12.1 定义材料 165
DKkilqVM
12.2 创建参考轮廓 166
_rmKvSD%
12.3 定义布局设置 166
e^$JGh2
12.4 用户自定义轮廓 167
G.PRPl
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
*%E\mu,,c
13 马赫-泽德干涉仪开关 172
E=`/}2
13.1 定义材料 173
)V&hS5P=S
13.2 创建钛扩散轮廓 173
E]=>@EX
13.3 定义晶圆 174
qwO@>wQ}~
13.4 创建器件 175
qv'w 7T
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
\ N$)Q.M
13.6 定义电极区域 178
T''<y S
13.7 定义输入平面和模拟参数 182
o^m?w0 \
13.8 运行模拟 182
vhcp[=e :
13.9 创建脚本 184
.8T0 OQ4
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186
F YK`.>L28
14.1 理论背景 186
/'b7 q y
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
b vZ:5 M
14.3 生成脚本数据 190
1l Cr?
14.4 导出散射数据 193
M>}_2G]#F
14.5 创建臂 194
l@ (:Q!Sk
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
U3Z-1G~* r
14.7 加载两个臂的文件 200
j-.Y!$a%6
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
\O\q1 s~
14.9 连接元件 202
QHc([ %oV
14.10 运行模拟 203
NFKvgd@
14.11 创建图以查看结果 204
K<kl2 #
\ Ce*5h
`uH7~ r^
有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851]
9C0 #K\
&b7_%,Bx4
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