《OptiBPM入门教程》

` (tVwX4   前  言 $ix:S$   ;>hRj!   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。 gxnIur)   #dA9v7   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。 t2x2_;a   q)j b9e    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。 +FomAs1*f   \ SCi\j/a(   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。 mR,w~wP   1Hl-|n   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。 d*$L$1S   ;k?Z,M:   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 D/[;Y<X#V   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 \-Vja{J]   f$>KTb({B   #`]`gNB0Yg   目 录 ca=sc[ $+   1 入门指南 4 21k,{FB'?   1.1 OptiBPM安装及说明 4 K g6hySb   1.2 OptiBPM简介 5 H!'Ek[s+   1.3 光波导介绍 8 3d>8~ANi=%   1.4 快速入门 8 0<i8 ;2KD   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 |j}D2q=   2.1 定义MMI耦合器材料 28 F8H4R7 8>;   2.2 定义布局设置 29 /a,"b8   2.3 创建一个MMI耦合器 31 h"0)g:\   2.4 插入input plane 35 jOUM+QO   2.5 运行模拟 39 Qm_IU!b   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 L"KKW c   3 创建一个单弯曲器件 44 ^>Vl@cW0uz   3.1 定义一个单弯曲器件 44 7D(Eo{ue   3.2 定义布局设置 45 *82+GY]   3.3 创建一个弧形波导 46 CCHGd&\Z   3.4 插入入射面 49 E3hXs6P   3.5 选择输出数据文件 53 |)VNf.aJZ   3.6 运行模拟 54 ="p,~ivrz   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Ec9%RAxl   4 创建一个MMI星形耦合器 60 lVv'_9yg   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 _-|/$ jZ   4.2 定义布局设置 61 n'To:   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 &w!(.uDO   4.4 插入输入面 62 _Z>ny&   4.5 运行模拟 63 +~K) ~   4.6 预览最大值 65  ,ZI#p6   4.7 绘制波导 69 'yo-`nNFD   4.8 指定输出波导的路径 69 buldA5*!o   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 `+h+X9   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 '4Drs}j5   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 G%A!yV   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 frokl5L@   5.1 定义波导材料 75 `]`S"W7&   5.2 定义布局设置 76 r^7eK )XA_   5.3 创建波导 76 D&o~4Qvc]   5.4 修改输入平面 77 U5 ia|V   5.5 指定波导的路径 78 9Y:Iha`$w   5.6 运行模拟 79 B&QEt[=s   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 $D='NzE/   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 -x{@D{Q%   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 )3f<0C>   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 }Ug$d>\   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 o)f$ 7.   6.2 定义布局结构 89 NQxx_3*4O   6.3 绘制并定位波导 91 S oWM P2/   6.4 生成布局脚本 95 :qc?FQ ;   6.5 插入和编辑输入面 97 XRmE   6.6 运行模拟 98 <(t{C8>g%   6.7 修改布局脚本 100 6u'E}hAx|   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 H|S hi/   7 应用预定义扩散过程 104 !K-qoBqKM   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 2g~W})e   7.2 定义布局设置 106 2#    7.3 设计波导 107 % *ng *   7.4 设置模拟参数 108 #kk5{*`   7.5 运行模拟 110 "/G]M&   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 [!C!R$AMa   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ev#/v:$?   7.8 添加一个新的轮廓 111 m 7S`u   7.9 创建上方的线性波导 112 ^RE[5h6^q   8 各向异性BPM 115 v^J']p   8.1 定义材料 116 j u&v4]   8.2 创建轮廓 117 6i;q=N$'   8.3 定义布局设置 118 ~W-l|-eogz   8.4 创建线性波导 120 `z`=!1   8.5 设置模拟参数 121 K8 /jfm   8.6 预览介电常数分量 122 'C=(?H)M   8.7 创建输入面 123 ![!,i\x   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 1LaJ hrp?   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 a ]:xsJ~   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 _%3p&1ld   9.2 定义布局设置 130 7^V`B^Vu   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 '0^lMQMg   9.4 编辑输入平面 132 EL%Pv1   9.5 设置模拟参数 134 S}VN(g   9.6 运行模拟 135 F >H\F@Wl   10 电光调制器 138 >7)Q daB   10.1 定义电解质材料 139 V$wbmz   10.2 定义电极材料 140 n!sOKw   10.3 定义轮廓 141 #)m[R5g(   10.4 绘制波导 144 yRi5t{!V   10.5 绘制电极 147 <I*N=;7   10.6 静电模拟 149 Q8A+\LR~)   10.7 电光模拟 151 ]heVR&bQ   11 折射率(RI)扫描 155 Lxn-M5RPQ   11.1 定义材料和通道 155 d} 5   11.2 定义布局设置 157 PdEPDyFkh   11.3 绘制线性波导 160 E^Ch;)j|   11.4 插入输入面 160 W0;QufV   11.5 创建脚本 161 +U<.MVOo.   11.6 运行模拟 163 S?zP; iFj   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 5R)IL2~   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 o6RT4`   12.1 定义材料 165 *%\Xw*\0   12.2 创建参考轮廓 166 PbY.8d%2/k   12.3 定义布局设置 166 nTw:BU4jd   12.4 用户自定义轮廓 167 M?Fv'YE   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 P9R-41!   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 X40 JCQx{+   13.1 定义材料 173 Q"Exmn3p   13.2 创建钛扩散轮廓 173 JvEW0-B^l,   13.3 定义晶圆 174 9=FH2|Z   13.4 创建器件 175 -7XaS&.4   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 O$x +>^   13.6 定义电极区域 178

]T(qk   ZFh[xg'0   ,<C~DSA yZ   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 Bio QV47B   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 `9k\~D=D~   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 t0Lt+E|J   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 Ki1 zi~   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 =(~*8 hJ   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 *y(UI/c   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 fB&i{_J   14.11 创建图以查看结果 204 PN=5ICT   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]