《OptiBPM入门教程》

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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-W?Z'H{r
!bieo'c
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。 %~G0[fG
p#z;cjfSt
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。 1-/4Y5?}
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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。 gn364U a
tfsh!)u?
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。 uFWvtL?;_
W!y)Ho
《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 -;f+; M

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 A=W5W5l(>

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目录 <e[!3,%L
1 入门指南 4 5vYsA1Z
1.1 OptiBPM安装及说明 4 9Y\F53p&j
1.2 OptiBPM简介 5 ??q!jm-m
1.3 光波导介绍 8 `9:v*KuM#R
1.4 快速入门 8 '8L(f w{k
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 f x%z|K
2.1 定义MMI耦合器材料 28 1O|RIv7F[/
2.2 定义布局设置 29 |HNQ|r_5S
2.3 创建一个MMI耦合器 31 [GOX0}$?
2.4 插入input plane 35 Gi;9 S
2.5 运行模拟 39 e W9)@nVJ
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Q.*'H_Y
3 创建一个单弯曲器件 44 O~nBz):2
3.1 定义一个单弯曲器件 44 .&Y,D-h}7|
3.2 定义布局设置 45 m)(SG
3.3 创建一个弧形波导 46 ]<Z&=0i#9
3.4 插入入射面 49 8xc8L1;
3.5 选择输出数据文件 53 anpJAB:1
3.6 运行模拟 54 R%qX_m\0
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 }k4`
4 创建一个MMI星形耦合器 60 {_": /A
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 t*eleNYeS~
4.2 定义布局设置 61 m9v"v:Pw
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Xqc'R5Cw
4.4 插入输入面 62 :v|r=#OI
4.5 运行模拟 63 *;>V2!N=U
4.6 预览最大值 65 ;GiI'M
4.7 绘制波导 69 3-4Nad
4.8 指定输出波导的路径 69 WT;.>F
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 u Eu6f
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 *Pa2bY3:
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 cr2{sGn|
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 S(@*3]!q
5.1 定义波导材料 75 !pG+Ak?
5.2 定义布局设置 76 Nck!z8
5.3 创建波导 76 ,?P8m"
5.4 修改输入平面 77 L3-<Kop
5.5 指定波导的路径 78 U`?zC~
5.6 运行模拟 79 \=HfO?$ Ro
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 4`?sE*P@`
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 B:.;,@r]
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 3s88#_eT
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ~e,f)?
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 PR48~K,?
6.2 定义布局结构 89 #fJ/KYJU
6.3 绘制并定位波导 91 /zChdjz
6.4 生成布局脚本 95 H>gWxJ 5
6.5 插入和编辑输入面 97 :Vu7,o
6.6 运行模拟 98 +!mNm?H[!
6.7 修改布局脚本 100 +&&MUT{ 3
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 2@"0}po#
7 应用预定义扩散过程 104 ]1YYrgi7
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 >$#*`6R
7.2 定义布局设置 106 P wt ?9I
7.3 设计波导 107 zsR wF
7.4 设置模拟参数 108 *l-Dh:
7.5 运行模拟 110 ,3fuX~g
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 9Bbm7Gd
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 jQH5$
7.8 添加一个新的轮廓 111 X_^_r{
7.9 创建上方的线性波导 112 $1Q3Y'Q9
8 各向异性BPM 115 jSUAU}u!M
8.1 定义材料 116 ]4LT#
8.2 创建轮廓 117 a#OhWqu$
8.3 定义布局设置 118 's56L,^:
8.4 创建线性波导 120 "-~D!{rS
8.5 设置模拟参数 121 e+d6R[`M
8.6 预览介电常数分量 122 7cOg(6N
8.7 创建输入面 123 Z L6~Eut
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 pqGf@24c<
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 oHc-0$eMKY
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 T_YMM'`
9.2 定义布局设置 130 a!hI${Xn
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 TnMVHO-
9.4 编辑输入平面 132 ;|;h9"
9.5 设置模拟参数 134 g'd*TBnk
9.6 运行模拟 135 :yFTaniJ'.
10 电光调制器 138 eEg1-
10.1 定义电解质材料 139 IV 3@6t4k
10.2 定义电极材料 140 ((hJmaq
10.3 定义轮廓 141 >%jEo'0;_
10.4 绘制波导 144 hM1&A
10.5 绘制电极 147 h[[/p {z
10.6 静电模拟 149 `o^;fcnG
10.7 电光模拟 151 *x#&[>
11 折射率(RI)扫描 155 #qiGOpTF.
11.1 定义材料和通道 155 6qHvq A,
11.2 定义布局设置 157 MK!]y8+Z
11.3 绘制线性波导 160 cfy/*|
11.4 插入输入面 160 9$4/frd
11.5 创建脚本 161 YWn6wzu%Vc
11.6 运行模拟 163 hq&
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 -G^t-I
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ;nAg4ll8Q
12.1 定义材料 165 [M8qU$&?]
12.2 创建参考轮廓 166 c}I8!*\
12.3 定义布局设置 166 M~g~LhsF
12.4 用户自定义轮廓 167 fjK]m.w
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 f@xfb ie!
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ^S;RX*
13.1 定义材料 173 ,nu7r1}
13.2 创建钛扩散轮廓 173 71n uTE%!
13.3 定义晶圆 174 BF1O|Q|d6
13.4 创建器件 175 }TAGr 0
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 Dry;$C}P
13.6 定义电极区域 178 Ymk4Cu.s
3Mh,NQB
13.7 定义输入平面和模拟参数 182 ]cGz~TN~
13.8 运行模拟 182 q3pN/f;kr,
13.9 创建脚本 184 }5Tyzi(
14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 Gad2EEZ%0
14.1 理论背景 186 0F0(]7g^
14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 l_q>(FoqA
14.3 生成脚本数据 190 (k)gZD9~{?
14.4 导出散射数据 193 [Yahxw}
14.5 创建臂 194 g]PLW3
14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 $M3A+6["H
14.7 加载两个臂的文件 200 SUnmp
14.8 在OptiSystem内完成布局 201 gkq RO19
14.9 连接元件 202 by:xD25
14.10 运行模拟 203 R82Zr@_
14.11 创建图以查看结果 204
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有兴趣扫码加微联系[attachment=120027]

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