《OptiBPM入门教程》

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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。 X2PyFe
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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。 c}-WK*v
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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。 ozCH1V{p
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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。 ^e~m`R2fHh
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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。 &{R]v/{p]
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《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 n>o0PtGxC

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 Vlf=gP

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目录 V,?BVt
1 入门指南 4 Py! F
1.1 OptiBPM安装及说明 4 &Sr7?u`k
1.2 OptiBPM简介 5 TIIwq H+h.
1.3 光波导介绍 8 CKuf'h#
1.4 快速入门 8 .Bs~FIe^
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 vNn$dc
2.1 定义MMI耦合器材料 28 0]u=GD%
2.2 定义布局设置 29 xULcS :Q
2.3 创建一个MMI耦合器 31 y88lkV4a
2.4 插入input plane 35 0kiV-yc
2.5 运行模拟 39 -]-?>gkN5
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 xE"QX N
3 创建一个单弯曲器件 44 +8zCol?j
3.1 定义一个单弯曲器件 44 ?AlTQL~c
3.2 定义布局设置 45 [$]Kp9YD
3.3 创建一个弧形波导 46 qJZ:\u8oO
3.4 插入入射面 49 x3C^S~
3.5 选择输出数据文件 53 hlO,mU
3.6 运行模拟 54 >&-" X# :
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 RLE6=#4
4 创建一个MMI星形耦合器 60 OGGuVY
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 CW . O"_
4.2 定义布局设置 61 ln&9WF\I
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 wQR0R~|M
4.4 插入输入面 62 ^;DbIo\6H
4.5 运行模拟 63 _c@k>"_{S
4.6 预览最大值 65 a'prlXr\4
4.7 绘制波导 69 J12hjzk6@
4.8 指定输出波导的路径 69 H vezi>M
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 e"u89acp
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 '>aj5tZ>R
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 YYi:d=0<SO
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 JZom#A. dt
5.1 定义波导材料 75 f{j.jfl\x
5.2 定义布局设置 76 H]a@"gO
5.3 创建波导 76 Uoqt
5.4 修改输入平面 77 E==vk~cz
5.5 指定波导的路径 78 ](tv`1A,Wd
5.6 运行模拟 79 Xt%>XP
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 9i`sSi8
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 w.0:#4
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 AriW&E
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 jv5Os-
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 TD"w@jBA
6.2 定义布局结构 89 Y?b4* me
6.3 绘制并定位波导 91 <7X6ULQ
6.4 生成布局脚本 95 fo$Ac
6.5 插入和编辑输入面 97 z&W5@6")`
6.6 运行模拟 98 W4V !7_
6.7 修改布局脚本 100 kE*OjywN
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 !-<PV
7 应用预定义扩散过程 104 Xb/^n.>
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 n>##,o|Vr#
7.2 定义布局设置 106 dxwH C\"5
7.3 设计波导 107 ??g`c=R!V
7.4 设置模拟参数 108 `GQ'yv
7.5 运行模拟 110 N8K @ch3=P
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 Im0#_ \
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 ^cz;UQX~}
7.8 添加一个新的轮廓 111 D$$,T.'u
7.9 创建上方的线性波导 112 !ZC0n`
8 各向异性BPM 115 6d%'>^`(o-
8.1 定义材料 116 C?h`i ^ >2
8.2 创建轮廓 117 +i1\],7
8.3 定义布局设置 118 dLnu\bSF
8.4 创建线性波导 120 [7|j:!
8.5 设置模拟参数 121 Rb=8(#
8.6 预览介电常数分量 122 @!MhVNS_<
8.7 创建输入面 123 VfON{ 1g
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ;+W9EbY2
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 @ApX43U(
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 {%cm;o[7o
9.2 定义布局设置 130 wNt-mgir-Q
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 InCo[ 8SI
9.4 编辑输入平面 132 cV+x.)a.
9.5 设置模拟参数 134 e|&}{JP{[
9.6 运行模拟 135 X1GpLy)p
10 电光调制器 138 FY(C<fDRo{
10.1 定义电解质材料 139 I'$}n$UvZ
10.2 定义电极材料 140 '<v_YxEn
10.3 定义轮廓 141 ;;cPt44s
10.4 绘制波导 144 fNllF,8}
10.5 绘制电极 147 cy+EJq I
10.6 静电模拟 149 (RtjD`e}
10.7 电光模拟 151 7\e96+j|f
11 折射率(RI)扫描 155 g\O&gNq<)-
11.1 定义材料和通道 155 v?S~ =$.
11.2 定义布局设置 157 erQ0fW
11.3 绘制线性波导 160 ~~D =Z#
11.4 插入输入面 160 j^&{5s
11.5 创建脚本 161 ;?`l1:C5)
11.6 运行模拟 163 FA#?+kd
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 R:}u(N
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 _#mo6')j
12.1 定义材料 165 zC[lPABQ
12.2 创建参考轮廓 166 yxpDQO~x
12.3 定义布局设置 166 vxrRkOU1
12.4 用户自定义轮廓 167 IC:wof "
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 xU5+"t~
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 _/iw=-T
13.1 定义材料 173 G>q16nS~KP
13.2 创建钛扩散轮廓 173 YEB@p.
13.3 定义晶圆 174 pPX~pPIj2
13.4 创建器件 175 ^& R H]q
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 !;1$1xWK
13.6 定义电极区域 178 =cN!h"C[
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