《OptiBPM入门教程》

{(#2G,   前  言 .s-V:k5   sx1w5rj.Y0   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)BU6m%   kD*r@s]=   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。 0)Nu   2e_m>I   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。 ]Y;5U   ){}1u ?   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。 z*,J0)<Q   " i!Xiy~   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。 9Ib#A   dQljG.PiK   《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 qe[P'\]L   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 }e bu@)r   2e?a"Vss   [x[nTIg   目 录 JfLoGl;pm   1 入门指南 4 ~8 S2BV3@   1.1 OptiBPM安装及说明 4 K3dg.>O   1.2 OptiBPM简介 5 P1G;JK   1.3 光波导介绍 8 &iI5^b-P   1.4 快速入门 8 a1dkB"Zp.p   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 *e,GXU@   2.1 定义MMI耦合器材料 28 as^!c!   2.2 定义布局设置 29 _=YHO.   2.3 创建一个MMI耦合器 31 O&g$dK!Rad   2.4 插入input plane 35 Fa+#bX7   2.5 运行模拟 39 uz; zmK   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 $97EeE:{M   3 创建一个单弯曲器件 44 9M;k(B!   3.1 定义一个单弯曲器件 44 Xn6'*u>+;[   3.2 定义布局设置 45 Vw";< <0HZ   3.3 创建一个弧形波导 46 9f #6Q*/   3.4 插入入射面 49 hMnJH_siY   3.5 选择输出数据文件 53 $+WMKv@<   3.6 运行模拟 54 bIy:~z5    3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 |C`.m |   4 创建一个MMI星形耦合器 60 ~0V,B1a   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 v43FU3   4.2 定义布局设置 61 UPcx xtC   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 (@i2a   4.4 插入输入面 62 vYNu=vnM   4.5 运行模拟 63 g9G 8;   4.6 预览最大值 65 ydMfV-   4.7 绘制波导 69 hQ_gOI   4.8 指定输出波导的路径 69 FA$1&Fu3Y   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 @+&QNI06S   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 kWZ/O   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ^kh@AgG^   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 =bh.V@*   5.1 定义波导材料 75 }J+\o~   5.2 定义布局设置 76 4l?"zv1   5.3 创建波导 76 3:MAdh[w   5.4 修改输入平面 77 Bhf4 /$   5.5 指定波导的路径 78 cz;gz4d8   5.6 运行模拟 79 tdi^e;:?   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 k:DAko}   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ay>u``$R   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ZIp"X   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 h e1=   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 &BE'~G   6.2 定义布局结构 89 `KHP?lX   6.3 绘制并定位波导 91 M]uO%2   6.4 生成布局脚本 95 b |JM4jgK   6.5 插入和编辑输入面 97 -+Gd<U$   6.6 运行模拟 98 m!sMr^W   6.7 修改布局脚本 100 !9g>/9h   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 q-D|96>8   7 应用预定义扩散过程 104 8omk4 ;   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ^nN@@\-5   7.2 定义布局设置 106 Q}|QgN   7.3 设计波导 107 !~QmY,R   7.4 设置模拟参数 108 2>'/!/+R   7.5 运行模拟 110 ]#P>wW   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 <?Y.w1   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ]vUTb9>{?   7.8 添加一个新的轮廓 111 vJfj1 f   7.9 创建上方的线性波导 112 57rH`UFXH   8 各向异性BPM 115 xO<Uz"R   8.1 定义材料 116 o}6d[G>   8.2 创建轮廓 117 "2>_eZ#b   8.3 定义布局设置 118 -Ou@T#h"   8.4 创建线性波导 120 ZuVes?&j   8.5 设置模拟参数 121 Xw]L'+V=   8.6 预览介电常数分量 122 gQlL0jAV   8.7 创建输入面 123 .!yw@kg   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 0})mCVBY   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 #9u2LK   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 3}V-'!   9.2 定义布局设置 130 Uv%? z0F<C   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 t`eUD>\   9.4 编辑输入平面 132 zMbz_22*   9.5 设置模拟参数 134 'bx$}w N   9.6 运行模拟 135 L0EF CQ7   10 电光调制器 138 rh$q]   10.1 定义电解质材料 139 5/C#*%EH'   10.2 定义电极材料 140 vj4n=F,Z   10.3 定义轮廓 141 +lED6]+%   10.4 绘制波导 144 K-,8~8[   10.5 绘制电极 147 ?nV& :~eY   10.6 静电模拟 149 pipqXe   10.7 电光模拟 151 <L>$Y#wU   11 折射率(RI)扫描 155 9vw0box   11.1 定义材料和通道 155 qJq2Z.>hy   11.2 定义布局设置 157 Bv(c`JE~;   11.3 绘制线性波导 160 kzXmiBL<9   11.4 插入输入面 160 ;nZN}&m    11.5 创建脚本 161 L6f$ID:   11.6 运行模拟 163 mrId`<L5l{   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 sEm064   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ?h7(,39^>   12.1 定义材料 165 E'wJ+X9 +   12.2 创建参考轮廓 166 e{fm7Cc)D   12.3 定义布局设置 166 QX>Pni   12.4 用户自定义轮廓 167 w//L2.   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 #t?tt,nc}   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ^Uq"hT(41   13.1 定义材料 173 .7v .DR>   13.2 创建钛扩散轮廓 173 XXA1%Lw%   13.3 定义晶圆 174 8}<4f|?   13.4 创建器件 175 ! C|VX,w   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 <j^bk"l p   13.6 定义电极区域 178

z[bS soK`   C,#FH}   9>1Gj-S2:   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 4Y:[YlfD.   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 flzHZH   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 l4smAT   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 G~fM!F0    14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 0tyS=X;#e   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 '980.   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 )%D>U   14.11 创建图以查看结果 204  w0!4@   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]