《OptiBPM入门教程》
前 言 jS]ru-5.
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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。 :~&~y-14
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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。 +~m46 eI
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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。 36}?dRw#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。 6tgt>\y
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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。 PxWT1 !
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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 MU@UfB|;u
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上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 _<n~ n]%
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目 录 lk/n}bx
1 入门指南 4 #^u$
1.1 OptiBPM安装及说明 4 &FM c?wq
1.2 OptiBPM简介 5 @'#,D!U
1.3 光波导介绍 8 M'7f O3&|
1.4 快速入门 8 K
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2 创建一个简单的MMI耦合器 28 l%k\JY-
2.1 定义MMI耦合器材料 28 .F4 >p=r
2.2 定义布局设置 29 EU2$f
2.3 创建一个MMI耦合器 31 |GdUL%1hnC
2.4 插入input plane 35 5;tD"/nz
2.5 运行模拟 39 \ :%(q/v"X
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 ~Z\8UsVN
3 创建一个单弯曲器件 44 q(
3.1 定义一个单弯曲器件 44 7Haa;2
T'
3.2 定义布局设置 45 ]R+mKUZ9
3.3 创建一个弧形波导 46 gh/EU/~d
3.4 插入入射面 49 F+YZE[h%
3.5 选择输出数据文件 53 z` .<U{5
3.6 运行模拟 54 Zi *2nv '
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 C)[,4wt,
4 创建一个MMI星形耦合器 60 [<lHCQXJ/
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 l5S aT,%
4.2 定义布局设置 61 Q- cFtu-w
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 .?8;q A
4.4 插入输入面 62 K0u |U`
4.5 运行模拟 63 *RI]?j%B
4.6 预览最大值 65 m ifxiV
4.7 绘制波导 69 8 zZvht*
4.8 指定输出波导的路径 69 LA!?H]
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 [g7L &`f9
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 rN<0
R`4sE
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 t|w_i-&b,
5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Vh'P& W?[
5.1 定义波导材料 75 k$ 4y9{
5.2 定义布局设置 76 F |'>NL-=
5.3 创建波导 76 ef 8s<5"4
5.4 修改输入平面 77 &Qf/> @ l}
5.5 指定波导的路径 78 "M< 8UE \n
5.6 运行模拟 79 A!od9W6
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 Y@;CF
5.8 应用VB脚本进行模拟 82 8H%;W U9-
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 p)KheLiZ
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 *D'22TO[[!
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 D>`xzt '.6
6.2 定义布局结构 89 tIWmp30S
6.3 绘制并定位波导 91 0eT(J7[ <
6.4 生成布局脚本 95 JB%',J
6.5 插入和编辑输入面 97 $h+1u$po
6.6 运行模拟 98 OSRp0G20k\
6.7 修改布局脚本 100 Y4J 3-wK5
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 M,j U}yD3
7 应用预定义扩散过程 104 X2#2C/6#u
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 rlML W
7.2 定义布局设置 106 8EZ$g<}
7.3 设计波导 107 x)
,eI'mf
7.4 设置模拟参数 108 @K XV%a'
7.5 运行模拟 110 {0L1X6eg
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 tP:lP#9
7.7 将模板以新的名称进行保存 111 Z_LF Iz*c
7.8 添加一个新的轮廓 111 'K$[^V
7.9 创建上方的线性波导 112 4zXFuTr($
8 各向异性BPM 115 $[Sc0dzJ
8.1 定义材料 116 C/q'=:H;
8.2 创建轮廓 117 {JO^ tI
8.3 定义布局设置 118 e2AX0(
8.4 创建线性波导 120 *^\Ef4Lh
8.5 设置模拟参数 121 kDEX N
8.6 预览介电常数分量 122 @bi}W`
8.7 创建输入面 123 e vya7^,F
8.8 运行各向异性BPM模拟 124 $POu\TO
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 WltQ63u
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 \S"is z
9.2 定义布局设置 130 yks__ylrl(
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Ryl:a\
9.4 编辑输入平面 132 |T< _ 5Ik
9.5 设置模拟参数 134 dph{74Dc
9.6 运行模拟 135 Giid~e33
10 电光调制器 138 2Sle#nw3
10.1 定义电解质材料 139 /}((l%U E.
10.2 定义电极材料 140 E:, / !9n
10.3 定义轮廓 141 J-[,KME_^
10.4 绘制波导 144 kGH }[w
10.5 绘制电极 147 +=>,Pto<
10.6 静电模拟 149 ntu5 {L'8
10.7 电光模拟 151 5us:adm[pD
11 折射率(RI)扫描 155 %@<8 <6&q
11.1 定义材料和通道 155 VRVO-Sk
11.2 定义布局设置 157 ^\h G"5#
11.3 绘制线性波导 160 m~w[~flgZ
11.4 插入输入面 160 b10cuy|a/X
11.5 创建脚本 161 MOQ6 :
11.6 运行模拟 163 n"h `5p5'
11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 6gkV*|U,e
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 {yBs7[Wn
12.1 定义材料 165 kS %Ydy#:'
12.2 创建参考轮廓 166 TCMCK_SQL
12.3 定义布局设置 166 +UC G0D
12.4 用户自定义轮廓 167 Hf%@3X
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 mbKZJ{|4s
13 马赫-泽德干涉仪开关 172 k
9_`(nx
13.1 定义材料 173 $6#CqWhI
13.2 创建钛扩散轮廓 173 9d>- MX'
13.3 定义晶圆 174 *Hg>[@dP0
13.4 创建器件 175 l? \jB\,
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 PoHg,n]
13.6 定义电极区域 178 2 pZ XZ
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