《OptiBPM入门教程》

7;RhA5M   前  言 N|K,{ p^li   #D M%_HXDi   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。 n.jF:   opxVxjTT#   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。 8aZuI|z   &SfJwdG*=   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。 Dw{rjK\TT'   \9;u.&$mNB   本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 :W(3<D7\   vKN"o* q   本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 .}>d[},F   . [DCL   《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 O4@sN=o   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 Z_Jprp{3h   .r[b!o^VR    3kFSu   目 录 |3{DlZ2S   1 入门指南 4 s2A3.SN   1.1 OptiBPM安装及说明 4 7sKN`   1.2 OptiBPM简介 5 #A<|&#hh   1.3 光波导介绍 8 S6CM/   1.4 快速入门 8 YY-{&+,   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 IB:eyq-+   2.1 定义MMI耦合器材料 28 3"=%[   2.2 定义布局设置 29 4<._)_m   2.3 创建一个MMI耦合器 31 {;0j9rr   2.4 插入input plane 35 +shT}$cb1   2.5 运行模拟 39 Y,EReamp   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 {|?OKCG{   3 创建一个单弯曲器件 44 #k2&2W=x   3.1 定义一个单弯曲器件 44 %}jwuNGA   3.2 定义布局设置 45 wjh[}rTV*   3.3 创建一个弧形波导 46 fD+'{ivN4   3.4 插入入射面 49 hNBv|&D#   3.5 选择输出数据文件 53 4GWt.+{J$   3.6 运行模拟 54 'W>Bz,M6yo   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 KtzoL#CT   4 创建一个MMI星形耦合器 60 <"w;:Zs   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Y: &?xR   4.2 定义布局设置 61 0STtwfTr:   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 iTsmUq<b]l   4.4 插入输入面 62 nN" Y~W^k   4.5 运行模拟 63 7[5g_D t   4.6 预览最大值 65 ?:l3O_U5   4.7 绘制波导 69 pOP`n3m0   4.8 指定输出波导的路径 69 Q4e*Z9YJ   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 <>$`vuU   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ?8[,0l:|   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 DpjiE/*   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 (dD+?ZOO   5.1 定义波导材料 75 tiG=KHK%o   5.2 定义布局设置 76 ]-"~?   5.3 创建波导 76 A6ipA/_   5.4 修改输入平面 77 PD$XLZ   5.5 指定波导的路径 78 0,+RF"R   5.6 运行模拟 79 V5sH:A7GJ   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 !|6M,Rk_   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 G)5w_^&%   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 `|K30hRp:   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 O{Bll;C   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 5W"&$6vj   6.2 定义布局结构 89 C9zQ{G   6.3 绘制并定位波导 91 i5wXT   6.4 生成布局脚本 95 , l`4)@{G   6.5 插入和编辑输入面 97 _j{^I^P   6.6 运行模拟 98 (|%YyRaX   6.7 修改布局脚本 100 bM7y}P5`1   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~]X4ru5,4   7 应用预定义扩散过程 104 _mVq9nBEf   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 =9$hZ c   7.2 定义布局设置 106 `^HAWo;J   7.3 设计波导 107 c{4C4'GD   7.4 设置模拟参数 108 :* |%g   7.5 运行模拟 110 lZoy(kdc   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ;=\vm"I?   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 1SIhW:C   7.8 添加一个新的轮廓 111 j3{8]D   7.9 创建上方的线性波导 112 J.'}R2gT1   8 各向异性BPM 115 ?K,xx H   8.1 定义材料 116 ! bbVa/   8.2 创建轮廓 117 o,l3j|1   8.3 定义布局设置 118 MT {7I"   8.4 创建线性波导 120 I4'mU$)U   8.5 设置模拟参数 121 4oW6&1   8.6 预览介电常数分量 122 VZ"W_U,   8.7 创建输入面 123 db$wKvO1   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 L=Cm0q 3v   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 f9v%k'T[   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 gBM6{48GF   9.2 定义布局设置 130 *s4h tt   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 7"}<J7"})   9.4 编辑输入平面 132 }^r=(   9.5 设置模拟参数 134 I2G4j/c=z   9.6 运行模拟 135 I*cB Ha   10 电光调制器 138 SF$'$6x}   10.1 定义电解质材料 139 pzcV[E1   10.2 定义电极材料 140 c%p7?3Ry   10.3 定义轮廓 141 yt,xA;g   10.4 绘制波导 144 `I*W}5   10.5 绘制电极 147 !GJnYDN   10.6 静电模拟 149 Hkq""'Mx+w   10.7 电光模拟 151 'r`#u@TTZ   11 折射率(RI)扫描 155 p H&Tb4   11.1 定义材料和通道 155 |+Gv)Rvp   11.2 定义布局设置 157 xj6ht/qq   11.3 绘制线性波导 160 ul0]\(sS:   11.4 插入输入面 160 f-6hcd@Ca   11.5 创建脚本 161 4wp5ghe   11.6 运行模拟 163 ["4sCB@Tr   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 T}DP35dBzE   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 _@U?;73"5   12.1 定义材料 165 vrVb/hhG   12.2 创建参考轮廓 166 :N!Fe7H,   12.3 定义布局设置 166 +E.}k!y   12.4 用户自定义轮廓 167 q2Xm~uN`)   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 $ `7cs}#   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 .h I3Uv8[   13.1 定义材料 173 [UO?L2$&   13.2 创建钛扩散轮廓 173 h <KE)^).   13.3 定义晶圆 174 RmXC ^VQ   13.4 创建器件 175 Y{c_5YYf   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 L,!3   13.6 定义电极区域 178

^kg[n908Nw   >uMj}<g#Z?   4 ZD~i e   13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182 }T<[JXh=J   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 C.SGm   14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189 $dr=M(&   14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193 z}I4m   14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 M4hzf   14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201 c \2+f7o@   14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203 =4RXNWkud   14.11 创建图以查看结果 204 QWt?` h=   有兴趣扫码加微咨询[attachment=119391]