《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。 e|):%6#
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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。 KVtnz
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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。 {Ylj]
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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。 5|r3i \
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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。 F!|Z_6\tv:
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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 s]5wzbFO

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 VXn]*Mo

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目录 1^}()H62}
1 入门指南 4 D4Uz@2_
1.1 OptiBPM安装及说明 4 9 ?MOeOV8
1.2 OptiBPM简介 5 H#m)`=nZSZ
1.3 光波导介绍 8 qq[2h~6P]
1.4 快速入门 8 V/"0'H\"1
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ]v rpr%K
2.1 定义MMI耦合器材料 28 +3si=x\=/
2.2 定义布局设置 29 oxPOfI1%]
2.3 创建一个MMI耦合器 31 bk2HAG
2.4 插入input plane 35 ]AERi] B
2.5 运行模拟 39 g}ciG!0
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 q&jZmr
3 创建一个单弯曲器件 44 DcSL f4A
3.1 定义一个单弯曲器件 44 K&BlWXT
3.2 定义布局设置 45 O5Yk=-_m
3.3 创建一个弧形波导 46 /:ma}qGy
3.4 插入入射面 49 "!p#8jR^
3.5 选择输出数据文件 53 S &s7]
3.6 运行模拟 54 =bN[TD
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 o$d; Y2K
4 创建一个MMI星形耦合器 60 %lv2;-
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 w]tv<U={
4.2 定义布局设置 61 0m7J'gm{
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 eJ'2CM6
4.4 插入输入面 62 XXuU@G6Z7$
4.5 运行模拟 63 DG7FG--
4.6 预览最大值 65 *: e^yi
4.7 绘制波导 69 }=s@y"["
4.8 指定输出波导的路径 69 v :6`(5
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 .X_k[l9
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 3c@Cb`w@
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 D*vrQ9&# 8
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 {(D$Xb
5.1 定义波导材料 75 Vfg144FG'
5.2 定义布局设置 76 Y&Pi`E9=
5.3 创建波导 76 )uwpeq$j7l
5.4 修改输入平面 77 YOGwQ
5.5 指定波导的路径 78 (mt,:hX
5.6 运行模拟 79 iP|h];a+@
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 K JPB-
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 J:#B,2F+^
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 % eW>IN]5
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 <G2;nvRr
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 vq(@B
6.2 定义布局结构 89 0RtqqNFD
6.3 绘制并定位波导 91 vB/MnEKR
6.4 生成布局脚本 95 KSh<_`j
6.5 插入和编辑输入面 97 >I]t|RT])
6.6 运行模拟 98 jl3RE|M\<
6.7 修改布局脚本 100 rm2{PV<+d
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 -M%n<,XN0
7 应用预定义扩散过程 104 qZKU=HM
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 +s1+;VUs3
7.2 定义布局设置 106 -$dnUXFsj[
7.3 设计波导 107 ~`T(mh',
7.4 设置模拟参数 108 lG%oqxJ+ L
7.5 运行模拟 110 3|9)A+,#
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Q&`$:h.~
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 A3$ rPb8
7.8 添加一个新的轮廓 111 &IXr*I
7.9 创建上方的线性波导 112 z[z'.{;D
8 各向异性BPM 115 :V}8a!3h
8.1 定义材料 116 sw{EV0&>m
8.2 创建轮廓 117 c!{.BgGN
8.3 定义布局设置 118 >9<h?F%S
8.4 创建线性波导 120 ~}83\LI}
8.5 设置模拟参数 121 2#T|+mKxZM
8.6 预览介电常数分量 122 (tyo4Tz1
8.7 创建输入面 123 g 4Vt"2|
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 f[%\LHq
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 e)!X9><J
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 S3)JEZi
9.2 定义布局设置 130 :Gy .P
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 {YK6IgEsJe
9.4 编辑输入平面 132 DrHMlk5
9.5 设置模拟参数 134 N<"_5
9.6 运行模拟 135 [A*vl9=
10 电光调制器 138 Zm&Zz^s
10.1 定义电解质材料 139 MZv&$KG4m@
10.2 定义电极材料 140 t!D=oBCro
10.3 定义轮廓 141 mQVduG
10.4 绘制波导 144 YDs/BF Z
10.5 绘制电极 147 .Zf#L'Rf
10.6 静电模拟 149 W 86S)+h
10.7 电光模拟 151 .?!{.D
11 折射率(RI)扫描 155 wqA5GK>m2
11.1 定义材料和通道 155 \m5:~,p=
11.2 定义布局设置 157 aOWbIS[8
11.3 绘制线性波导 160 YA{Kgc^
11.4 插入输入面 160 jqb,^T|j;m
11.5 创建脚本 161 2/B(T5PY@
11.6 运行模拟 163 x9-K}s]%
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 JXUO?9
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ;bP7|
12.1 定义材料 165 KGP2,U6
12.2 创建参考轮廓 166 %b@>riR(y
12.3 定义布局设置 166 4sNM#]%|
12.4 用户自定义轮廓 167 d 'x;]#S
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 <0v'IHlZ8
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 RM%lhDFY
13.1 定义材料 173 "/ @ ;6
13.2 创建钛扩散轮廓 173 6<rc]T'|
13.3 定义晶圆 174 *DDfdn
13.4 创建器件 175 D!qtb6<.
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 5>h2WL
13.6 定义电极区域 178 '["Y;/>
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 bcz<t)
13.8 运行模拟 182 Z#7HuAF{]
13.9 创建脚本 184 7F}I.,<W
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 7@+0E2'
14.1 理论背景 186 ~;bwfp_
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 0A5xG&
14.3 生成脚本数据 190 bgYM
14.4 导出散射数据 193 Y$oBsg\v
14.5 创建臂 194 zx=A3I%7 A
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 2R<1^
14.7 加载两个臂的文件 200 R`TM@aaS:
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 e|+uLbN&;c
14.9 连接元件 202 ~5p `Kg*
14.10 运行模拟 203 ->8n.!F}
14.11 创建图以查看结果 204 1(On.Y=
A4(^I u
P3lNns3
有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117851] 4~Lw:o1a
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