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前 言 S8O)/Sg=
[ njx7d 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。 8rFaW
bvl~[p $W3 OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 B?SNea,I4
yeh8z:5Z O 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 'pan9PW
1g1? zk8zO 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 su&t7rJ
)ZH c$+fU 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。 um;:fT+
ql ^g~b 《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 R
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6sPk:5 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 -b
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目 录 t) 9]<pN% 1 入门指南 4 cTM$ZNin 1.1 OptiBPM安装及说明 4 BI} ;"y 1.2 OptiBPM简介 5 *=Doe2(!C 1.3 光波导介绍 8 )s7bJjT0=X 1.4 快速入门 8 AHwG<k 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 .eo~?u<j& 2.1 定义MMI耦合器材料 28 t9. ,/o, 2.2 定义布局设置 29 #+9rjq:v#] 2.3 创建一个MMI耦合器 31 %JQ~!3 2.4 插入input plane 35 X~lZ OVmS 2.5 运行模拟 39 wX ,h< \7 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 gmY/STN 3 创建一个单弯曲器件 44 9`B0fv Q& 3.1 定义一个单弯曲器件 44 dIk' p A^d 3.2 定义布局设置 45 AYcgi 3.3 创建一个弧形波导 46 id^|\hDR 3.4 插入入射面 49 F?z<xL@ 3.5 选择输出数据文件 53 .d~\Ysve 3.6 运行模拟 54 8lwFAiC8 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 2{-!E ^g 4 创建一个MMI星形耦合器 60 -0$:|p?@^ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 Gzw@w{JBL 4.2 定义布局设置 61 - />9c-F 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 f])M04< 4.4 插入输入面 62 9JPEj-3`g 4.5 运行模拟 63 n#BvW, 6J 4.6 预览最大值 65 R vyuGU 4.7 绘制波导 69 .s2$al 4.8 指定输出波导的路径 69 H?tUC bw 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 1AF%-<`?s 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ;1 |x 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 O|I+], 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Sh&iQ_vq
5.1 定义波导材料 75 HY ;9?KJ' 5.2 定义布局设置 76 N5 ? IpE 5.3 创建波导 76 2ev*CX6. 5.4 修改输入平面 77 '. ( ~ 5.5 指定波导的路径 78 T~Ly^|Ihz 5.6 运行模拟 79 J!hFN]M<< 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 i@5 )` <? 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 ! Z;T-3^. 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 hv>KX 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 X&a:g 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 o@W_ai_ 6.2 定义布局结构 89 q8>t!rh<R 6.3 绘制并定位波导 91 N}b^fTq 6.4 生成布局脚本 95 ;~+]! U 6.5 插入和编辑输入面 97 *0y{ ~@ 6.6 运行模拟 98 Kb&V!#o) 6.7 修改布局脚本 100 <s X VW 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 j13DJ.xu 7 应用预定义扩散过程 104 !`&\Lx_ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
l{$[}< 7.2 定义布局设置 106 ?59'dGnz_ 7.3 设计波导 107 L0Y0&;y|R 7.4 设置模拟参数 108 2q PhLCe Z 7.5 运行模拟 110 E!J=8C.: 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 [A5W+pDm 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 kz B\'m,l 7.8 添加一个新的轮廓 111 '\"G{jU@ 7.9 创建上方的线性波导 112 gC uAF$o 8 各向异性BPM 115 "(`2eX Rn 8.1 定义材料 116 hJ*Ihw n| 8.2 创建轮廓 117 }D*yr3b 8.3 定义布局设置 118
>&U @ f 8.4 创建线性波导 120 m#e*c [*G 8.5 设置模拟参数 121 `Ye8
Q5v"] 8.6 预览介电常数分量 122 : Q_3hK 8.7 创建输入面 123 %}3 qR~; 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Kqg!,Sn| 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 [A S}RV 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 8Pmdk1 ~ 9.2 定义布局设置 130 ]~0}=,H$N 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 !'G~k+ 9.4 编辑输入平面 132 w1 `QIv 9.5 设置模拟参数 134 v^N`IJq 9.6 运行模拟 135 $t }<85YCQ 10 电光调制器 138 A"uU Lfnk 10.1 定义电解质材料 139 "m$3)7 $ 10.2 定义电极材料 140 G2:%g( 10.3 定义轮廓 141 )Si2 u5 10.4 绘制波导 144 =0 qpVFvU 10.5 绘制电极 147 Y?K{(szo ? 10.6 静电模拟 149 3j Z6kfj 10.7 电光模拟 151 mr:CuqJ
11 折射率(RI)扫描 155 W!T"m)S 11.1 定义材料和通道 155 M.q =p[ 11.2 定义布局设置 157
y<:<$22O 11.3 绘制线性波导 160 #_i`#d) 11.4 插入输入面 160 !do?~$Og 11.5 创建脚本 161 9'[ N1Un.= 11.6 运行模拟 163 x,n,Qlb 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 !b nyJA 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ?6^|ZtB 12.1 定义材料 165 CGbwmPx 12.2 创建参考轮廓 166 c>:R3^\lwx 12.3 定义布局设置 166 Cbm\h/PXl 12.4 用户自定义轮廓 167 NZ0O,} m 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 /Ncm^b4 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 c; 2#,m^ 13.1 定义材料 173 Wb}c=hZv 13.2 创建钛扩散轮廓 173 zfA
GtT < 13.3 定义晶圆 174 vy9 w$ls 13.4 创建器件 175 k,yZ[n|` 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 eW J`$"z 13.6 定义电极区域 178。。。。。。。 v'!a\b`9 更多详情扫码咨询 dG7OqA:9
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