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前 言 Sqf.#}u<=
,R}KcZG) 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。 oRThJ B
iT5SuIv 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。 -Y =c g;
THgzT\_zq 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。 Zfv(\SI
6Y )^)d Oi 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。 DD 5EHJR
]8>UII ,US 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。 d4>-a^)V
""'eTpe 《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 sLa)~To
J+ZdZa}Ob 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 tc <M]4-
$a* Q).^
目 录 0nz@O ^*g( 1 入门指南 4 WFB|lNf& 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Cn;H@!8<s 1.2 OptiBPM简介 5 _@p f1d$
1.3 光波导介绍 8 $;i$k2n: 1.4 快速入门 8 m2uML*&O5K 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 L +rySP 2.1 定义MMI耦合器材料 28 0 , Qj: 2.2 定义布局设置 29 G\>\VA 2.3 创建一个MMI耦合器 31 y7)[cvB 2.4 插入input plane 35 8^/Ek<Q b| 2.5 运行模拟 39 \1`DaQp7 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 mz$Wo *F B 3 创建一个单弯曲器件 44 QGv:h[b _ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 <fsn2[V:B% 3.2 定义布局设置 45 8pL>wL
&C 3.3 创建一个弧形波导 46 ]7S7CVDk4 3.4 插入入射面 49 $
l sRg:J 3.5 选择输出数据文件 53 xDA,?i;T
0 3.6 运行模拟 54 W[X!P)=w] 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 7! b)'W? 4 创建一个MMI星形耦合器 60
wy_;+ 'Y 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 w4fJ`, 4.2 定义布局设置 61 76_8e{zbr 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ssX6kgq_( 4.4 插入输入面 62 S5E,f?l 4.5 运行模拟 63 .H (}[eG_ 4.6 预览最大值 65 iWN.3 |r 4.7 绘制波导 69 l`FR.)2h 4.8 指定输出波导的路径 69 9Aj gf y> 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 v>y8s&/ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 @@{_[ir 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 o e JC 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 z^!A/a[[! 5.1 定义波导材料 75 ?V5Pt s 5.2 定义布局设置 76 )_X xk_ 5.3 创建波导 76 )-9w3W1r 5.4 修改输入平面 77 =O3I[ 5.5 指定波导的路径 78 7Ysy\gZ&wp 5.6 运行模拟 79 @[>+Dzn[6 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 t=W$'*P0} 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 h*\TCl) 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 34m' ]n 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 7\0|`{|R@ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 Y6f+__O 6.2 定义布局结构 89 )0 n29 6.3 绘制并定位波导 91 ndKvJH 4 6.4 生成布局脚本 95 :L [ YmZ 6.5 插入和编辑输入面 97 +6#%P 6.6 运行模拟 98 8!& ds~? 6.7 修改布局脚本 100 lN)Y 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 rtYb"-& 7 应用预定义扩散过程 104 zy5s$f1IA 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 0X R;5kd% 7.2 定义布局设置 106 =N*%f% 7.3 设计波导 107 :@QK}qFP 7.4 设置模拟参数 108 [Tb G55 7.5 运行模拟 110 N. 5KPAvg% 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 "S B%02 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 s;-78ejj7 7.8 添加一个新的轮廓 111 a_ 9 |xI 7.9 创建上方的线性波导 112 mV**9-" 8 各向异性BPM 115 XUQW; H 8.1 定义材料 116 "9U+h2#] 8.2 创建轮廓 117 eHR &N.2 8.3 定义布局设置 118 o&hKg#nO83 8.4 创建线性波导 120 '.%i PMM 8.5 设置模拟参数 121 _>jrlIfc 8.6 预览介电常数分量 122 A"\P&kqMV 8.7 创建输入面 123 j 1;_w 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 U!a!|s> 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 c#\ah}]Vo 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 ]5 o0 9.2 定义布局设置 130 H IPcZ!p 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 .y %pGi 9.4 编辑输入平面 132 Xc8= 2n 9.5 设置模拟参数 134 "q9~ C 9.6 运行模拟 135 a%MzNH 10 电光调制器 138 C}(<PN T 10.1 定义电解质材料 139 8m/FKO (r 10.2 定义电极材料 140 v2M"b?Q 10.3 定义轮廓 141 ,<0Rf 10.4 绘制波导 144 5eiZ s 10.5 绘制电极 147 ^Txu ~r0@ 10.6 静电模拟 149 )){PBT}t] 10.7 电光模拟 151 #sz ]PZ\ 11 折射率(RI)扫描 155 >0Fxyv8 11.1 定义材料和通道 155 ~8H&m,{j 11.2 定义布局设置 157 #Dj"W8'zh 11.3 绘制线性波导 160 _KSfP7VU 11.4 插入输入面 160 )XmCy"xx 11.5 创建脚本 161 8X}^~ e 11.6 运行模拟 163 >zPO>.?h7T 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 MO));M) 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 Z-^uM`],G 12.1 定义材料 165 ?r
-\%_J_( 12.2 创建参考轮廓 166 F:[7^GQZ{ 12.3 定义布局设置 166 J< b3"wK0[ 12.4 用户自定义轮廓 167 :DOr!PNA 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 kP!%|&w; 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ffm G~$Yh_ 13.1 定义材料 173 UC8vR> e\ 13.2 创建钛扩散轮廓 173 itqQ)\W 13.3 定义晶圆 174 ]Y_{P~ZX 13.4 创建器件 175 +8LM~voB 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 JwN}Jm 13.6 定义电极区域 178 (l\a '3a. 更多详情请加微联系 Q `e~MD
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