《OptiBPM入门教程》

|`rJJFA   前  言 .K8w8X/3   &Z("D7 .G   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。 8/%6@Y"Y*   Y}G_Z#-!   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。 kPxT" " k   c/3 $AUsuO   通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 DT(d@upH   `FF8ie8L   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 Q(7ob}+jQ   8G^<[`.@j   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 K`%tGVY   -.I4-6~   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 (U1]:tZ<.   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 #(;<-7M2   @'FE2^~Jj   ^z;JVrW   目 录 ]1`g^Z@ 0   1 入门指南 4 f'En#-?O   1.1 OptiBPM安装及说明 4 \1%l^dE@   1.2 OptiBPM简介 5 sp9W?IJ 6c   1.3 光波导介绍 8 PH3 >9/H   1.4 快速入门 8 e)^j+ l   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 >7Jr^o#|_x   2.1 定义MMI耦合器材料 28 q?j|K|%    2.2 定义布局设置 29 -b;|q.!   2.3 创建一个MMI耦合器 31 L1m{]>{-   2.4 插入input plane 35 JgRYljQi2   2.5 运行模拟 39 nA7M8HB   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 c "=N   3 创建一个单弯曲器件 44 O'*@ Ytn   3.1 定义一个单弯曲器件 44 0Rn+`UnwB   3.2 定义布局设置 45 \Q$ HXK   3.3 创建一个弧形波导 46 IND]j72   3.4 插入入射面 49 1eS_ nLFw~   3.5 选择输出数据文件 53 T)~9Wac   3.6 运行模拟 54 V\5 L?}   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 $0A~uDbs   4 创建一个MMI星形耦合器 60 _RkuBOv@e   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 i{c@S:&@^   4.2 定义布局设置 61 m6mwyom.   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 K{fsn4rk   4.4 插入输入面 62 ? zDa=7 J   4.5 运行模拟 63 "B7`'jz   4.6 预览最大值 65 xJ8%<RR!t   4.7 绘制波导 69 &}6KPA;   4.8 指定输出波导的路径 69 z;\dL   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 W-~n|PX8+   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 (7FW9X;   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 RIn9(r   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 cgu~   5.1 定义波导材料 75 #uCB)n&.   5.2 定义布局设置 76 E-5_{sc   5.3 创建波导 76 6X2PYJJZ   5.4 修改输入平面 77 a`Qot   5.5 指定波导的路径 78 m} ?r J   5.6 运行模拟 79 }R4c   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 eJCjJ)   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ~X(UcZ2   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 B@YyQ'   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 YGvUwj'2a   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ^D^JzEy'?C   6.2 定义布局结构 89 WG71k8af   6.3 绘制并定位波导 91 5~sx:0;   6.4 生成布局脚本 95 |R/.r_x,V?   6.5 插入和编辑输入面 97 !5@_j,lW(   6.6 运行模拟 98 =:,xxqy   6.7 修改布局脚本 100 P,DC7\   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 D('2p8;2"7   7 应用预定义扩散过程 104 vl Ez9/H   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 :G w~7v_   7.2 定义布局设置 106 g9fq5E<G   7.3 设计波导 107 6R;3%-D   7.4 设置模拟参数 108 d&8APe   7.5 运行模拟 110 7}O.wUKw%   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 1S Iq[1   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 #L}+H!Myh   7.8 添加一个新的轮廓 111 ~I}9;XT   7.9 创建上方的线性波导 112  _?voU   8 各向异性BPM 115 F1%vtk;2?   8.1 定义材料 116 eas:6Q)   8.2 创建轮廓 117 W/ay.I   8.3 定义布局设置 118 %?C8mA'w   8.4 创建线性波导 120 s?Uh|BfB   8.5 设置模拟参数 121 :K82sCy%5   8.6 预览介电常数分量 122 gy:%l   8.7 创建输入面 123 wXjFLg!g?   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 =,!\~`^   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 gwd (N   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 RPnRVJ&"Z   9.2 定义布局设置 130 d'6|:z9c   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130  ,B<l   9.4 编辑输入平面 132 @Y,7'0U   9.5 设置模拟参数 134 ^-CINt{O   9.6 运行模拟 135 x]mxD|?f   10 电光调制器 138 J/!cGr(B~   10.1 定义电解质材料 139 3l<S}k@M)   10.2 定义电极材料 140 Z BUArIC   10.3 定义轮廓 141 SHb(O<6   10.4 绘制波导 144 bOp54WI-g   10.5 绘制电极 147 8x{B~_~   10.6 静电模拟 149  }}<Z,/O   10.7 电光模拟 151 nnb8Gcr   11 折射率(RI)扫描 155 mnk"Vr` L   11.1 定义材料和通道 155 Q^K"8 ;   11.2 定义布局设置 157 g @I6$Z   11.3 绘制线性波导 160 tcr//   11.4 插入输入面 160  t2" (2   11.5 创建脚本 161 |IoB?^_h   11.6 运行模拟 163 Awv`)"RAR   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 4F>Urh+   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 x.0p%O=`   12.1 定义材料 165 ajRSMcKb7i   12.2 创建参考轮廓 166 R2L;bGI*J   12.3 定义布局设置 166 wv QMnE8\   12.4 用户自定义轮廓 167 Xd E`d.   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 SQ,?N XZ   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 (KZHX5T=   13.1 定义材料 173 ,h\sF#|   13.2 创建钛扩散轮廓 173 8 #X5K   13.3 定义晶圆 174 )Dp/('Z2   13.4 创建器件 175 Ll4bdz,   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 :f5s4N   13.6 定义电极区域 178

I-]>d;4.   m\>a,oZH   *{undZ?(>   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 }ZSQ>8a   13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 0qjXQs }   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 6<,dRn   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 n26Y]7N   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 -"Y{$/B   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 )4?x5#   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 LIU}a5   14.11 创建图以查看结果 204 m+{K^kr[   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]