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前 言 ]hS<"=oj
(oR~%2K 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。 AWi>(wk<
d,N6 ~?B 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。 \Cu=Le^
tM;cvc`/ 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。 pi~5}bF!a
6IV):S ~ 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。 k }F7Jw#.
'G~i;o 2 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。 @'}2xw[eU
=.;ib6M 《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 ;a kW i]
S*=^I2; 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 l^ay* H
;l _b.z0^6
目 录 wW p7N 1 入门指南 4 v0dzM/?* 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ; M0`8MD 1.2 OptiBPM简介 5 ( J %4}Dm 1.3 光波导介绍 8 u &1M(~Ub= 1.4 快速入门 8 Y @'do) 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 oA[`|
ji 2.1 定义MMI耦合器材料 28 ^7/v[J<< 2.2 定义布局设置 29 kJJiDDL0;* 2.3 创建一个MMI耦合器 31 \Db ;7wh 2.4 插入input plane 35 ;$6L_C4B 2.5 运行模拟 39 $)"T 9 $>$ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 w-ald?` 3 创建一个单弯曲器件 44 . tLRY 3.1 定义一个单弯曲器件 44 {Kr}RR*{X 3.2 定义布局设置 45 )L6
i t 3.3 创建一个弧形波导 46 %;h1n6=v2 3.4 插入入射面 49 >Qv qH 2 3.5 选择输出数据文件 53 ;Us 6:}s 3.6 运行模拟 54 gh*k\0 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 +58^{_k+% 4 创建一个MMI星形耦合器 60 :*,!gf 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ] 9C)F*r7 4.2 定义布局设置 61 'l<$H=ZUVG 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 !{CIP`P1 4.4 插入输入面 62 :FC)+OmJ 4.5 运行模拟 63 d*Su
c 4.6 预览最大值 65 [&*irk 4.7 绘制波导 69 Z0zEX?2mb 4.8 指定输出波导的路径 69 JUA%l 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 9ThsR&h3 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 4y +hr 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 2= ;ZJ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 EiC["M'} 5.1 定义波导材料 75 `Zo5!"' 5.2 定义布局设置 76 nbP}a?XC 5.3 创建波导 76 p gLhx c: 5.4 修改输入平面 77 OfB Wf6b 5.5 指定波导的路径 78 6x(b/`V W 5.6 运行模拟 79 -u%o) ;B 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 =/|GWQ j 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 D[@- `F 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ,B/TqPP 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 ~I> |f 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 GYIQ[#'d7 6.2 定义布局结构 89 6Zw$F3 < 6.3 绘制并定位波导 91 XS@iu,uO 6.4 生成布局脚本 95 W%ix|R^2] 6.5 插入和编辑输入面 97 HI D6h! 6.6 运行模拟 98 >BO !jv!a 6.7 修改布局脚本 100 $<Gt^3e 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ` k
I}p 7 应用预定义扩散过程 104 adoK-bS t 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 '!Va9m*w7 7.2 定义布局设置 106 Om: Gun\% 7.3 设计波导 107 %1;Y`> 7.4 设置模拟参数 108 F'{ T[MA 7.5 运行模拟 110 qfFa" a 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Lp$&eROFVs 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 2xuU[ 7.8 添加一个新的轮廓 111 ]A- LgDsS 7.9 创建上方的线性波导 112 |Zn,|-iW 8 各向异性BPM 115 NPBOG1q% 8.1 定义材料 116 r\b$/:y<e 8.2 创建轮廓 117 /P3Pv"r|8] 8.3 定义布局设置 118 J^` pE^ S 8.4 创建线性波导 120 ]nIVP 8.5 设置模拟参数 121 0[ n;ZL~ 8.6 预览介电常数分量 122 & JLKHwi/ 8.7 创建输入面 123 mp(:D&M 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 0[g5[?Vy 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 '2|mg<Ft 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 <4?(|Vh[m] 9.2 定义布局设置 130 <Vyl*a{% 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 QB* AQ5- 9.4 编辑输入平面 132 =hh,yi 9.5 设置模拟参数 134 'zt}\ Dt 9.6 运行模拟 135 S,+|A)\# 10 电光调制器 138 Vz,"vBds
10.1 定义电解质材料 139 $dt*
4n ' 10.2 定义电极材料 140
6 ;\ >, 10.3 定义轮廓 141 ,5*<C'9 10.4 绘制波导 144 )u!}`UJ 10.5 绘制电极 147 K^AIqL8 10.6 静电模拟 149 S|RUc}( 10.7 电光模拟 151 Hn)^C{RN*{ 11 折射率(RI)扫描 155 B$97"$#u 11.1 定义材料和通道 155 `$;%%/tx 11.2 定义布局设置 157 ,`ehR6b 11.3 绘制线性波导 160 'OYnLz`"6 11.4 插入输入面 160 #{bT=:3a 11.5 创建脚本 161 x*^)B~7} 11.6 运行模拟 163 a! x?Apww 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 |oOA;JC)( 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 tN;~.\TKg 12.1 定义材料 165 ;x{J45^
12.2 创建参考轮廓 166 8+_e= _3R 12.3 定义布局设置 166 kf", /?s2Z 12.4 用户自定义轮廓 167 [py/\zkn 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ; ahI}} 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 R /c-sV 13.1 定义材料 173 QN~9O^ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 y7 W7270) 13.3 定义晶圆 174 );z/
@Q 13.4 创建器件 175 p EGHW; 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 DoJ3zYEk 13.6 定义电极区域 178 wAF#N1-k 更多详情请加微联系 >RmL0d#B
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