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前 言 j*n Z
kL QPa[u4 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。
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6js94ko[ 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。 )(~4fA5j)
mv|eEz)r 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。 W z}RJC7p
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+6=m[ 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。 _ fha9`
l-xKfp` 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。 J * $u
Pf;'eOdp 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 zQM3n =y
dqO!p6 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 \c3zK|^
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目 录 p0~= 1 入门指南 4 NH$%g\GPs 1.1 OptiBPM安装及说明 4 0H,1"~,w] 1.2 OptiBPM简介 5 /fbI4&SB! 1.3 光波导介绍 8 h
92\ 1, 1.4 快速入门 8 m6tbN/EJZ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 VXXo\LQUU 2.1 定义MMI耦合器材料 28 #7I,.DUy[ 2.2 定义布局设置 29 98ei Yh 2.3 创建一个MMI耦合器 31 $Nvt :X_ 2.4 插入input plane 35 PhW< )B] 2.5 运行模拟 39 RQ}(}|1+\ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 cZI )lX 3 创建一个单弯曲器件 44 n0g,r/ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 HMGby2^+ 3.2 定义布局设置 45 w^Qb9vT a8 3.3 创建一个弧形波导 46 2*Hw6@J j 3.4 插入入射面 49 a3e<< <Z>R 3.5 选择输出数据文件 53 \PU3{_G] 3.6 运行模拟 54 R+k-mbvnt 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 BoZ])Y6= 4 创建一个MMI星形耦合器 60 DqyJ]}| 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 'b#RfF,7H} 4.2 定义布局设置 61 s'' ?:
+ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 //cj$}Rn! 4.4 插入输入面 62 ^_ <jg0V 4.5 运行模拟 63 3 kFSu 4.6 预览最大值 65 uqwB`<>KJ 4.7 绘制波导 69 y>wrm:b-O 4.8 指定输出波导的路径 69 >ch{u{i6 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 7 ^,C=2
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 ktLXL;~X 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 <Z5ak4P 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 yL/EIN 5.1 定义波导材料 75 }YJ(|z"" 5.2 定义布局设置 76 !]1X0wo\ 5.3 创建波导 76 g*C&Pr3 5.4 修改输入平面 77 cnr&%- 5.5 指定波导的路径 78 TJFxo?
gC" 5.6 运行模拟 79 HL$}Gh ]q 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
}rf_: 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 4q#6.E;yy 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 f"t\-ux.b 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 1];rW`Bw 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 lxoc.KDtR 6.2 定义布局结构 89 TY~8`+bJ 6.3 绘制并定位波导 91 ]ji M 6.4 生成布局脚本 95 y;A<R[|Ve 6.5 插入和编辑输入面 97 Uf )?s z 6.6 运行模拟 98 {N1Ss| 6 6.7 修改布局脚本 100 Y: &?xR 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 0STtwfTr: 7 应用预定义扩散过程 104 iTsmUq<b]l 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 nN " Y~W^k 7.2 定义布局设置 106 7[5g_D t 7.3 设计波导 107 ?:l3O_U 5 7.4 设置模拟参数 108 ?95^&4Oh0 7.5 运行模拟 110 }Kc[pp|9< 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 MMCac6;Aea 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 W5,e;4/hL 7.8 添加一个新的轮廓 111 ULc oti=, 7.9 创建上方的线性波导 112 jn vJ`7zFP 8 各向异性BPM 115 v#*9rNEj 0 8.1 定义材料 116 NIufL
}6\ 8.2 创建轮廓 117 H_)\:gT G 8.3 定义布局设置 118 vmdu9"H
8.4 创建线性波导 120 @
hH;d\W# 8.5 设置模拟参数 121 ~_ss[\N 8.6 预览介电常数分量 122 ixF
'- 8.7 创建输入面 123 yO Ed8 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ZN>o z@j Y 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 9bvz t8pc 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 yf`Nh 9.2 定义布局设置 130 KdU!wsKfG 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 K{)N:|y%!$ 9.4 编辑输入平面 132 .),ql_sXr 9.5 设置模拟参数 134 t mA j 9.6 运行模拟 135 @wO"?w( 10 电光调制器 138 M mH[ 7R 10.1 定义电解质材料 139 m<L.H33' 10.2 定义电极材料 140 4mR{\
d 10.3 定义轮廓 141 ,E,oz {,i( 10.4 绘制波导 144 p12'^i | 10.5 绘制电极 147 55xa Z#| 10.6 静电模拟 149 D?;8bI% " 10.7 电光模拟 151 @+II@[ _lT 11 折射率(RI)扫描 155 \.h!'nfF 11.1 定义材料和通道 155 LWgYGXWT" 11.2 定义布局设置 157 =d>^q7 s 11.3 绘制线性波导 160 *Pj[r 11.4 插入输入面 160 t.wB\Kmt\ 11.5 创建脚本 161 vi?{H*H4c 11.6 运行模拟 163 9sYN7x 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 F
FHk0!3 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 RbB
y8ZVM 12.1 定义材料 165 )>,;
GVu" 12.2 创建参考轮廓 166 5bU[uT,`6 12.3 定义布局设置 166 9x ;CJh X 12.4 用户自定义轮廓 167
fNb2>1 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 P.^ %8L 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 <Stfqa6FJ 13.1 定义材料 173 ,i KEIxA! 13.2 创建钛扩散轮廓 173 p)l >bC?3 13.3 定义晶圆 174 1 .\|,$ 13.4 创建器件 175 t\LAotTF/ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 ;/gH6Z? 13.6 定义电极区域 178 9W{`$ 30
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