《OptiBPM入门教程》

8H7#[?F   前  言 y i$+rPF1   +jhzE%   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。 F!z ^0+H(   Z5t^D|   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。 0OO[@Ht   t=B1yvE"   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。 v~>Bbe   F^GNOD3J   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。 v>keZZOs   Lg<h54X   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。 ~cc }yDe   ."wF86jW|   《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 ( v*xW.   上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ,8r?C!m]   rR6}   q8P&rMwy   目 录 {D[6=\F   1 入门指南 4 M P8Sd1_=   1.1 OptiBPM安装及说明 4 K 4GuOl   1.2 OptiBPM简介 5 ht>%O7   1.3 光波导介绍 8 *Z#OfB4}   1.4 快速入门 8 lpXGsKH2   2 创建一个简单的MMI耦合器 28 U~D~C~\2;   2.1 定义MMI耦合器材料 28 h/n(   2.2 定义布局设置 29 e*Wk;D&   2.3 创建一个MMI耦合器 31 1)k+v17]f5   2.4 插入input plane 35 L2>e@p\ >   2.5 运行模拟 39 !JXiTI!   2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 $z[S0Cm   3 创建一个单弯曲器件 44 :(]fC~G~   3.1 定义一个单弯曲器件 44 n~UI47   3.2 定义布局设置 45 Ah1 9#0   3.3 创建一个弧形波导 46 g `s|]VNt   3.4 插入入射面 49 ^2- <XD)   3.5 选择输出数据文件 53 36Lkcda[   3.6 运行模拟 54 q;,lv3I   3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 G%sq;XT61   4 创建一个MMI星形耦合器 60 \2kLj2!   4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ,!_6X9N-h   4.2 定义布局设置 61 Go{,< gm   4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 *b>RUESF   4.4 插入输入面 62 c*rH^Nz   4.5 运行模拟 63 t8-P'3,Q$   4.6 预览最大值 65 6C VH)=%   4.7 绘制波导 69 R ABw(b   4.8 指定输出波导的路径 69 <yipy[D   4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 (T*$4KGV   4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 &:l-;7d   4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 O2>c|=#   5 基于VB脚本进行波长扫描 75 u{DEOhtI4   5.1 定义波导材料 75 s$Vv   5.2 定义布局设置 76 MS\vrq'_   5.3 创建波导 76 y.lWyH9   5.4 修改输入平面 77 7 0?iZIK _   5.5 指定波导的路径 78 =sk[I0W   5.6 运行模拟 79 FGi7KV=N   5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ,jRAVt+{N   5.8 应用VB脚本进行模拟 82 5hm fdj6   5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 l L;5*@   6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 8GP17j   6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 V~/G,3:0y%   6.2 定义布局结构 89 9" q-Bb   6.3 绘制并定位波导 91 dCi:@+z8   6.4 生成布局脚本 95 qS\#MMsTd   6.5 插入和编辑输入面 97 '$OUe {j<   6.6 运行模拟 98 3'.@aMA@   6.7 修改布局脚本 100 J- S.m(   6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 1<G+KC[F   7 应用预定义扩散过程 104 N#l2wT   7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 K ~mUO   7.2 定义布局设置 106 jae9!Wi   7.3 设计波导 107 I Id4w~|   7.4 设置模拟参数 108 O?X[&t   7.5 运行模拟 110 ^i%S}VK   7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 gbuh04#~   7.7 将模板以新的名称进行保存 111 1_TuA(   7.8 添加一个新的轮廓 111 5(H%Ia   7.9 创建上方的线性波导 112 dLp1l2h!0   8 各向异性BPM 115 XX/gS=NE#.   8.1 定义材料 116 H<Sf0>OA   8.2 创建轮廓 117 7,SQz6]   8.3 定义布局设置 118  )bFl-   8.4 创建线性波导 120 l?*DGW(t{   8.5 设置模拟参数 121 ZwDL   8.6 预览介电常数分量 122 #`u}#(   8.7 创建输入面 123 ,Iyc0   8.8 运行各向异性BPM模拟 124 bKpy?5&>   9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 ~`AB-0t.u   9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 /Q3>w-h   9.2 定义布局设置 130 <}J!_$A   9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 'V7LL1K^>   9.4 编辑输入平面 132 -i8KJzPL f   9.5 设置模拟参数 134 \!\:p/f   9.6 运行模拟 135 Q~]oN   10 电光调制器 138 Xd+H()nR   10.1 定义电解质材料 139 }i!+d,|f   10.2 定义电极材料 140 {\(G^B*\   10.3 定义轮廓 141 57q=   10.4 绘制波导 144 Q|)>9m!tt   10.5 绘制电极 147 $YX{ gk>   10.6 静电模拟 149 ceG\Q2   10.7 电光模拟 151 NwF"Zh5eMW   11 折射率(RI)扫描 155 nNCR5&,q   11.1 定义材料和通道 155  Gk~aTO   11.2 定义布局设置 157 9F807G\4Qt   11.3 绘制线性波导 160 dq '2y   11.4 插入输入面 160 WkuCnT   11.5 创建脚本 161 rL-R-;Ca   11.6 运行模拟 163 G0 EXgq8   11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 "\@J0|ppb   12 应用用户自定义扩散轮廓 165 U(f@zGV   12.1 定义材料 165 {P6Bfh7CZ   12.2 创建参考轮廓 166 >.qFhO\1so   12.3 定义布局设置 166 futYMoV   12.4 用户自定义轮廓 167 ZhY{,sy?QO   12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 zls^JTE   13 马赫-泽德干涉仪开关 172 -4x! #|]   13.1 定义材料 173 :Vxt2@p{   13.2 创建钛扩散轮廓 173 hA ){>B<;   13.3 定义晶圆 174 fJ/INL    13.4 创建器件 175 [k$GUU,jY   13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 %:~Ah6R1   13.6 定义电极区域 178 3g;Y   :\~>7VFg   13.7 定义输入平面和模拟参数 182 Z@euO~e~   13.8 运行模拟 182 'aEK{#en   13.9 创建脚本 184 f$>_>E   14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出 186 QT+kCN   14.1 理论背景 186 qA '^b~   14.2 波导Vertical Offset位置设置 189 (n kg   14.3 生成脚本数据 190 +1wEoU.l2   14.4 导出散射数据 193 eI ( S)q   14.5 创建臂 194 `e ZDG   14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197 !U?C _   14.7 加载两个臂的文件 200 6{5T^^x?<   14.8 在OptiSystem内完成布局 201 cgG*7E   14.9 连接元件 202 p1'q{E+o*   14.10 运行模拟 203 >c0leT   14.11 创建图以查看结果 204 }`L;.9   C+/EPPi

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