《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。 WcG}9)9
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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。 1h[xVvo<L
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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。 bRhc8#kw)
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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。 \a.^5g
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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。 GgNqci,
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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 JJ+A+sfdk

上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 Hy9c<X[F9

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目录 0<n*8t?A-
1 入门指南 4 QR#L1+Hn
1.1 OptiBPM安装及说明 4 )v+R+3<
1.2 OptiBPM简介 5 B}&9+2M
1.3 光波导介绍 8 ~hk;OB;
1.4 快速入门 8 xaSg'8-
2 创建一个简单的MMI耦合器 28 b)e';M
2.1 定义MMI耦合器材料 28 Bc!ZHW*&
2.2 定义布局设置 29 ;L{#TC(]J]
2.3 创建一个MMI耦合器 31 ,1!~@dhs
2.4 插入input plane 35 &l0-0T>
2.5 运行模拟 39 P#ro;3S3y
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 dHUcu@,
3 创建一个单弯曲器件 44 cj5;XK
3.1 定义一个单弯曲器件 44 \@KKX
3.2 定义布局设置 45 Jj:Bi&C
3.3 创建一个弧形波导 46 UgBD|~zu
3.4 插入入射面 49 I/&uiC{l@
3.5 选择输出数据文件 53 4L`<xX;:{
3.6 运行模拟 54 0Gr^#`
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 xyvG+K&
4 创建一个MMI星形耦合器 60 ))<1"7D^^
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 WYayr1
4.2 定义布局设置 61 9td[^EB#(h
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 nB+UxU@
4.4 插入输入面 62 -<jd/ 5
4.5 运行模拟 63 @8;0p
4.6 预览最大值 65 ?vd_8C2B
4.7 绘制波导 69 XoZw8cY
4.8 指定输出波导的路径 69 WbP wO
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 .vm.g=-q
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 KBO{g:"
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 Vo; B#lK
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 nbhzLUK
5.1 定义波导材料 75 :-.K.Ch|:
5.2 定义布局设置 76 :9=J=G*
5.3 创建波导 76 KVC$o+<'`%
5.4 修改输入平面 77 DJu&l
5.5 指定波导的路径 78 qtQB}r8
5.6 运行模拟 79 _Cd_i[K[
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 .Y^UPxf@
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 KkF3E*q\H
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 ^-|yF2>`
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 VZRM=;V
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 1I1Z),
6.2 定义布局结构 89 i,h)
6.3 绘制并定位波导 91 2^TJ_xG~
6.4 生成布局脚本 95 mDJg-BQ
6.5 插入和编辑输入面 97 _Q $D6+
6.6 运行模拟 98 49;2tl;F
6.7 修改布局脚本 100 ~nSGN%
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 +~H mPQ
7 应用预定义扩散过程 104 w2mLL?P
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 bktw?{h
7.2 定义布局设置 106 jcuC2t
7.3 设计波导 107 #;#r4sJwU
7.4 设置模拟参数 108 Kr*s]O
7.5 运行模拟 110 OGC|elSM
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 2|8&=K /
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 u40k9vh
7.8 添加一个新的轮廓 111 -nvK*rn>}
7.9 创建上方的线性波导 112 qDPpGI-Y2e
8 各向异性BPM 115 eL7rX"!
8.1 定义材料 116 FQ72VY
8.2 创建轮廓 117 bN',-[E
8.3 定义布局设置 118 qZ8V/
8.4 创建线性波导 120 Q.dHg7+D
8.5 设置模拟参数 121 5X'com?T
8.6 预览介电常数分量 122 DW,fh8w
8.7 创建输入面 123 }&o*ZY-1
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 BWz7m9T
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 -c1$>+
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 gkN|3^
9.2 定义布局设置 130 x!<?/I)X
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 >;ucwLi
9.4 编辑输入平面 132 j+p=ik
9.5 设置模拟参数 134 }k-rOi'jL
9.6 运行模拟 135 wJ|wAS
10 电光调制器 138 vT7ei"~&u
10.1 定义电解质材料 139 n<x NE%
10.2 定义电极材料 140 fR4O^6c:
10.3 定义轮廓 141 kp+\3z_
10.4 绘制波导 144 gXR1nnK
10.5 绘制电极 147 @Lj28&4:<
10.6 静电模拟 149 9bpY>ze
10.7 电光模拟 151 ?2g\y@
11 折射率(RI)扫描 155 & q(D90w.
11.1 定义材料和通道 155 d9hJEu!Lu
11.2 定义布局设置 157 ^H,oI*
11.3 绘制线性波导 160 05<MsxB"w
11.4 插入输入面 160 -9 AI@^q
11.5 创建脚本 161 y?|JBf
11.6 运行模拟 163 IX /r
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 D\:~G}M
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 D;VFMP
12.1 定义材料 165 U 9?!|h;7
12.2 创建参考轮廓 166 U[S#axak
12.3 定义布局设置 166 FuYV}C
12.4 用户自定义轮廓 167 )32BM+f"77
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ijYSYX@
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 0%
13.1 定义材料 173 |7jUf$Q\p
13.2 创建钛扩散轮廓 173 !2('Cq_^
13.3 定义晶圆 174 kCRP?sj
13.4 创建器件 175 nl7=Nhh
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 kpkN GQ2
13.6 定义电极区域 178 V9 pKbX
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