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前 言 ]<>cjk. ya
2X@9o4_4q 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。 avR tYL
,<rC,4-F< 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。 UA6 id|G
Ek)drt7c y 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。 6!m#;8 4
Z6Fu~D2U y 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。 hu}$ \
.uJ
J< 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。 gZ,h9 5'
cca g8LC 《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 zr. \7\v
>a ?Bk4w 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 'Cc~|gOgD
~S8:xG+s
目 录 J?8Mo=UZz 1 入门指南 4 O
k`}\NZL 1.1 OptiBPM安装及说明 4 eP -|3$ 1.2 OptiBPM简介 5 o9eOp3w30 1.3 光波导介绍 8 VHD+NY / 1.4 快速入门 8 QRQZ{m 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 7}X1A !1 2.1 定义MMI耦合器材料 28 {rKC4 : 2.2 定义布局设置 29 hC\
l
\y 2.3 创建一个MMI耦合器 31 +8Lbz^# 2.4 插入input plane 35 NU=ru/ 2.5 运行模拟 39 xb,d,(^ ]R 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 A & iv 3 创建一个单弯曲器件 44 "v1{ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 F H,]' 3.2 定义布局设置 45 k[r^@| 3.3 创建一个弧形波导 46 &b} \).5E 3.4 插入入射面 49 kB
8^v7o 3.5 选择输出数据文件 53 ~1uQyt 3.6 运行模拟 54 |.N[NY 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 XGl2rX& 4 创建一个MMI星形耦合器 60 (P|[< Sd 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ?})A-$f ~ 4.2 定义布局设置 61 1h$ ? , 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 h=#w< @ 4.4 插入输入面 62 >rd#,r 4.5 运行模拟 63 I& 1Lm)W& 4.6 预览最大值 65 b#_R Z 4.7 绘制波导 69 0g? )j - 4.8 指定输出波导的路径 69 <V&0GAZ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 AP&//b,^M 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 #t
;` 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 d0(zB5'} 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 gNCS*a 5.1 定义波导材料 75 :PO./IBX 5.2 定义布局设置 76 F/oqYk9` 5.3 创建波导 76 'ITq\1z 5.4 修改输入平面 77 $mQ0w~:@ 5.5 指定波导的路径 78 =]7o+L4 5.6 运行模拟 79 t8^1wA@@V 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 >d + }$dB 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 K<>kT4 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 nTy]sPn 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 r:H]`Uo'r 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 FNQ<k[#K'~ 6.2 定义布局结构 89 }S> 4.8 6.3 绘制并定位波导 91 !d72f8@9 6.4 生成布局脚本 95 |}=eY?iXo 6.5 插入和编辑输入面 97 E %mEfj7 6.6 运行模拟 98 z< % P" 6.7 修改布局脚本 100 Ge q]wv8 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 9!( 8o 7 应用预定义扩散过程 104 Aw#<: 6- 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 5u!\c(TJ+ 7.2 定义布局设置 106 p@tg pFt 7.3 设计波导 107 h( | T. 7.4 设置模拟参数 108 ?N Mk|+ 7.5 运行模拟 110 J"r?F0 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 &;@L]
o 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 +z;*r8d<X 7.8 添加一个新的轮廓 111 :iE b^F} 7.9 创建上方的线性波导 112 !T0I; j& 8 各向异性BPM 115 %Ig$: I(o 8.1 定义材料 116 rFXdxRP;M 8.2 创建轮廓 117 fL* 7u\m: 8.3 定义布局设置 118 q`<vY' &1 8.4 创建线性波导 120 ~q`!928Gu 8.5 设置模拟参数 121 D3o,2E(o 8.6 预览介电常数分量 122 &4?&tGi 8.7 创建输入面 123 ~gI%lORqN 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 3 xyrWl 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 tguB@,O 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 zd YH9d>D 9.2 定义布局设置 130 5Tl5T& 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 KF rsXf 9.4 编辑输入平面 132
)-2Nc7 9.5 设置模拟参数 134 ZM <6yj"f 9.6 运行模拟 135 d( v"{N} 10 电光调制器 138 !l [;,l 10.1 定义电解质材料 139 8C3k:
D[ 10.2 定义电极材料 140 JxVGzb`8 10.3 定义轮廓 141 SzW;Yb"#^k 10.4 绘制波导 144 |*bUcS<S 10.5 绘制电极 147 Hv;xaT<}V
10.6 静电模拟 149 D[$"nc/ 10.7 电光模拟 151 ^'X
I%fEf 11 折射率(RI)扫描 155 Tz,- ~ mc 11.1 定义材料和通道 155 U)(R4Y6 v 11.2 定义布局设置 157 >_}isCd, 11.3 绘制线性波导 160 Ud/>oaW?s 11.4 插入输入面 160 'cO 8& | 11.5 创建脚本 161 |1@O >GG 11.6 运行模拟 163 "|
nXR8t.r 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 L)'G _)Sl 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 0%f}Q7*R 12.1 定义材料 165 BE?]P?r? 12.2 创建参考轮廓 166 tJ(xeb 12.3 定义布局设置 166 OUulG16kK 12.4 用户自定义轮廓 167 YSnh2 Bq 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 bDl:,7; 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 fK/ : 13.1 定义材料 173 $LXa] 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Nc+0_|, 13.3 定义晶圆 174 T<]{:\*n 13.4 创建器件 175 yy3rh(ea 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 '{d _q6,% 13.6 定义电极区域 178 4=,J@N- 更多详情请加微联系 H oQb.Z
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