《OptiBPM入门教程》

72 6y /o   前  言 #n"/9%35f`   O?!"15   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。 S!]}}fKEFm   9T1G/0k-   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。 7ou^wt+%   ZZ(@:F   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。 4HJrR^   b+hY^$//   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 iiTUhO )   &)l:m.   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 ;'p'8lts   7`}z7nk   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 E(8g(?4   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 y)}aySQK^   TG9)x|!   UQ)}i7v   目 录 #O WSy'Qnt   1 入门指南 4 "J#:PfJ%   1.1 OptiBPM安装及说明 4 2YyZiOMSc   1.2 OptiBPM简介 5 ht|r+v-   1.3 光波导介绍 8 B(falmXJ   1.4 快速入门 8 +*V; f,   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 kXr%73s   2.1 定义MMI耦合器材料 28 ?>Aff`dHY   2.2 定义布局设置 29 Sx2j~(pOr   2.3 创建一个MMI耦合器 31 0 *\=Q$Yy   2.4 插入input plane 35 c0 |p34   2.5 运行模拟 39 q~n2VU4L*   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 "ivqh{ ,   3 创建一个单弯曲器件 44 sfa'\6=O   3.1 定义一个单弯曲器件 44 b5Pn|5AVj   3.2 定义布局设置 45 o1Ln7r.   3.3 创建一个弧形波导 46 6{'6_4;Fv(   3.4 插入入射面 49 [/G;XHL;?   3.5 选择输出数据文件 53 x8Sq+BY   3.6 运行模拟 54 ,k!a3"4+TJ   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 ' T]oV~H   4 创建一个MMI星形耦合器 60 y`\Mhnj   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 )^TQedF   4.2 定义布局设置 61 s/M~RB!w   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Zi)b<tM q   4.4 插入输入面 62 N+5^h(~   4.5 运行模拟 63 16|S 0 )   4.6 预览最大值 65 ~\ f^L?m   4.7 绘制波导 69 i7V~LO:gq   4.8 指定输出波导的路径 69 w|C~{   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 #=(op?]   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 EcIQ20Z_-   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 U[l%oLr a   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 (, "E9.   5.1 定义波导材料 75 E,7~kd~y`   5.2 定义布局设置 76 jm\#($gl=   5.3 创建波导 76 @'@6vC   5.4 修改输入平面 77 9eiBj   5.5 指定波导的路径 78 {R;M`EU>   5.6 运行模拟 79 de9l;zF   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Z@!W?Ed   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 tY=%@v'6?   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 v\,%)Z/   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 2<Bv=B   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88  2p>SB/   6.2 定义布局结构 89 Cg pT(E\E   6.3 绘制并定位波导 91 on?/tHys   6.4 生成布局脚本 95 4/?}xD|?   6.5 插入和编辑输入面 97 KVxb"|[   6.6 运行模拟 98 tr8Cx~<   6.7 修改布局脚本 100 nM-SDVFM   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 sdYj'e:N   7 应用预定义扩散过程 104 #Hi]&)p_   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 pm~;:#z7   7.2 定义布局设置 106 R Sz[6   7.3 设计波导 107 A(OfG&!   7.4 设置模拟参数 108 Z&jb,eh2   7.5 运行模拟 110 Xe;(y "pR   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Wxau]uix   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ?7)(qnbe"   7.8 添加一个新的轮廓 111 S.|kg2   7.9 创建上方的线性波导 112 8zDH<Gb   8 各向异性BPM 115 I0+wczW,^   8.1 定义材料 116 o MkY#<Q}   8.2 创建轮廓 117 F*t_lN5{   8.3 定义布局设置 118 KTjlWxD   8.4 创建线性波导 120 D"4&9"CU   8.5 设置模拟参数 121 puN=OX}C   8.6 预览介电常数分量 122 u#WTh%/   8.7 创建输入面 123 L8wcH   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ,G|aLBn   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 QM_X2Ho   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 UvJuOh+   9.2 定义布局设置 130 aroVyUs3j   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 -{U>} Y)   9.4 编辑输入平面 132 'z}M[h K]   9.5 设置模拟参数 134 4z%#ZIy3    9.6 运行模拟 135 ~vSAnjeR   10 电光调制器 138 V!77YFen %   10.1 定义电解质材料 139 F] ?@X   10.2 定义电极材料 140 lkH;N<U   10.3 定义轮廓 141 8+ F}`lLA   10.4 绘制波导 144 z<%g #bo   10.5 绘制电极 147 H9VXsFTW   10.6 静电模拟 149 Nv?-*&L   10.7 电光模拟 151 '&:1?i)   11 折射率(RI)扫描 155 {{*]bGko   11.1 定义材料和通道 155 q7f;ZK=f   11.2 定义布局设置 157 DwmU fZp   11.3 绘制线性波导 160 _gm?FxV:   11.4 插入输入面 160 )HX:U0   11.5 创建脚本 161 c|}K_~l_   11.6 运行模拟 163 ct}%Mdg   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 [Z5[~gP3   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 0vuKGjK   12.1 定义材料 165 zf3:<CRX5   12.2 创建参考轮廓 166 4Kn9*V   12.3 定义布局设置 166 >$naTSJq   12.4 用户自定义轮廓 167 .3&a{IxM]   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 !Wixs]od    13 马赫-泽德干涉仪开关 172 qwF*(pTHq   13.1 定义材料 173 a WeBav}_   13.2 创建钛扩散轮廓 173 yw.~trF&%   13.3 定义晶圆 174 3p3WDL7   13.4 创建器件 175 xshArJ&A   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 @>G&7r:U   13.6 定义电极区域 178

'ZC}9=_g   K6v $#{$6   _+\:OB[Y   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 (7;J "2M   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 t1w2u.]   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 @q+cmJKv   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 i}`_H^   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 M U?{?5   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 &IRA=nJ   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 J1tzH a6   14.11 创建图以查看结果 204 7Aio`&^   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]