《OptiBPM入门教程》

u~7 ,v   前  言 M #)@!   j3_vh<U\   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。 D%,AdR"m   90[?)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。 KOYcT'J@vR   ;RW024   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。 $^Z ugD   `44 }kkBT   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。 pe@j`Sm:Ej   J<27w3bs~p   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。 $`'Xb   v q;_x   《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 g|V md   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ;Q8LA",5d   -V'h>K   DD^iEh G   目 录 y{O817 \   1 入门指南 4 vC|V8ea   1.1 OptiBPM安装及说明 4 rJws#^]   1.2 OptiBPM简介 5 rc()Eo50   1.3 光波导介绍 8 \`N<0COP   1.4 快速入门 8 0k):OVfm=   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 KoF_G[m   2.1 定义MMI耦合器材料 28 04}" n   2.2 定义布局设置 29 2PVtyV3;   2.3 创建一个MMI耦合器 31 [_w;=l0 ;   2.4 插入input plane 35 x-Ug(/! ^   2.5 运行模拟 39 A2{s?L,   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 >xK!J?!K   3 创建一个单弯曲器件 44 SM1[)jZ-   3.1 定义一个单弯曲器件 44 XPd@>2   3.2 定义布局设置 45 p*OpO&oodu   3.3 创建一个弧形波导 46 o5`LLVif5y   3.4 插入入射面 49 lq*{2M{[   3.5 选择输出数据文件 53 t IO 'ky   3.6 运行模拟 54 ]^c]*O[8   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Y>i5ubR~   4 创建一个MMI星形耦合器 60 wN^$8m5\T^   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 {- Y.C *E   4.2 定义布局设置 61 eA'1   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 Aat-938FP6   4.4 插入输入面 62 zilM+BZ8   4.5 运行模拟 63 Uh=@8v   4.6 预览最大值 65 l.@&B@5F   4.7 绘制波导 69 H){lXR/#u   4.8 指定输出波导的路径 69 ZCuLgCP?Z   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 4y|%Oj   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 NU{`eM   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 ocDAg<wo   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 jt,dr3|/n   5.1 定义波导材料 75 W1;u%>Uh   5.2 定义布局设置 76 NpN-''B\   5.3 创建波导 76 nLcOz3h   5.4 修改输入平面 77 <V_P)b8$1   5.5 指定波导的路径 78 R !2oj_   5.6 运行模拟 79 &m8Z3+Ea   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 j8|N;;MN   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 SdM@7%UK   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Ir\f_>7   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 &|&tPD/dJ   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 X^c2   6.2 定义布局结构 89 1SO!a R#g   6.3 绘制并定位波导 91 # @~HpqqR   6.4 生成布局脚本 95 }VI}O{   6.5 插入和编辑输入面 97 5*P+c(=   6.6 运行模拟 98 @M_p3[c\   6.7 修改布局脚本 100 DSX.84   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 OD~B2MpM>   7 应用预定义扩散过程 104 9#iv|X   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 n)xLEx,   7.2 定义布局设置 106 || 0n%"h>i   7.3 设计波导 107 ey ;94n:<   7.4 设置模拟参数 108 ?Ja&LNI9S   7.5 运行模拟 110 6Qh@lro;y   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ;eQOBGX9   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 G}8Zkz@+   7.8 添加一个新的轮廓 111 G>>TB{}   7.9 创建上方的线性波导 112 k/]4L!/ T   8 各向异性BPM 115 6X`i*T$.   8.1 定义材料 116 I`-N]sf^   8.2 创建轮廓 117 ZA{T0:   8.3 定义布局设置 118 C0v1x=(xiM   8.4 创建线性波导 120 Ap)[;_9BD   8.5 设置模拟参数 121 4/:}K>S_   8.6 预览介电常数分量 122 5@&{%99   8.7 创建输入面 123 ^Pp2T   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 NuQ l   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 `j)S7KN   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Fx6]x$3   9.2 定义布局设置 130 ~8l(,N0   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 bjCO@t   9.4 编辑输入平面 132 %ok??_}$}q   9.5 设置模拟参数 134 P|'eM%   9.6 运行模拟 135 {Z!x]}{M   10 电光调制器 138 ?=#vp /   10.1 定义电解质材料 139 :Y)jf   10.2 定义电极材料 140 8DLj?M>N   10.3 定义轮廓 141 RF$2p4=[   10.4 绘制波导 144 vA"MTncv   10.5 绘制电极 147 +p"}F PIK   10.6 静电模拟 149 [3|&!:4g6   10.7 电光模拟 151 (RBzpAiH   11 折射率(RI)扫描 155 6)j4-   11.1 定义材料和通道 155 b;k3B7<   11.2 定义布局设置 157 LfsqtQ=J`   11.3 绘制线性波导 160 B3C%**~:e   11.4 插入输入面 160 R;l;;dC =   11.5 创建脚本 161 R&MdwTa   11.6 运行模拟 163 bbe$6xwi   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 g:rjt1w`D   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ]/ffA|"U`   12.1 定义材料 165 A S? ESDC   12.2 创建参考轮廓 166 U_[<,JE   12.3 定义布局设置 166 }"x#uG   12.4 用户自定义轮廓 167 :/<SJ({q   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 d.3cd40Q   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 $s.:H4:I   13.1 定义材料 173 (<KFA,   13.2 创建钛扩散轮廓 173 'nRoa7v(   13.3 定义晶圆 174 {a9( Qi   13.4 创建器件 175 ~;S   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 -g\;B   13.6 定义电极区域 178 0aM&+j\q}   $s]vZ(H   13.7 定义输入平面和模拟参数 182  @^cR   13.8 运行模拟 182 c$P68$FB   13.9 创建脚本 184 OC=g 1   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 hH(w O\s   14.1 理论背景 186  ,7h0y   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 -~] q?k?   14.3 生成脚本数据 190 6Q*Zy[=   14.4 导出散射数据 193  %iR"eEE   14.5 创建臂 194 m-u0U   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 QCAoL.v   14.7 加载两个臂的文件 200 (J 1:J   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 N}gPf i   14.9 连接元件 202 PrqyJ   14.10 运行模拟 203 hZ`<ID   14.11 创建图以查看结果 204 4H4ui&|7u6   O;lGh1.

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