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前 言 <Ei|:m
1xx-}AIH# 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。 `@ `CZg
Zj}, VB*T 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。 T&!>lqU!J
R1S Ev$ 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。 ?>,aq>2O$
KctD= 6 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。 D8h~?ph K
|S4yol 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。 kL&^/([9
$; @s
《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 :hevBBP
MTF:mLJ 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 / fD)/x
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目 录 fkx
9 I m4 1 入门指南 4 q<7Nz] Td 1.1 OptiBPM安装及说明 4 @z2RMEC~ 1.2 OptiBPM简介 5 H,uO sh R 1.3 光波导介绍 8 #v`G4d 1.4 快速入门 8 8en85
pp8P 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 _h.[I8xgYG 2.1 定义MMI耦合器材料 28 S 'A~9+ 2.2 定义布局设置 29 r3KV.##u, 2.3 创建一个MMI耦合器 31 N7jAPI@a\i 2.4 插入input plane 35 u?aq'
"t 2.5 运行模拟 39 }
HvVL}7 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 bg$e80 3 创建一个单弯曲器件 44 & XrV[d[> 3.1 定义一个单弯曲器件 44 P= ]ZXj[ 3.2 定义布局设置 45 un\"1RdO 3.3 创建一个弧形波导 46 S>'wb{jj! 3.4 插入入射面 49 H\ NO4= 3.5 选择输出数据文件 53
PL
VF 3.6 运行模拟 54 SQliF[- 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 )`U T#5 4 创建一个MMI星形耦合器 60 !,1~:*: 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 B[Tw 0rQ 4.2 定义布局设置 61 XL"e<P;t 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 *D\nsJ*g 4.4 插入输入面 62 9,9( mbWJv 4.5 运行模拟 63 m=n
V$H 4.6 预览最大值 65 4BCZ~_ 4.7 绘制波导 69 ^%_LA't 'R 4.8 指定输出波导的路径 69 ?n_Y _)9 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 M
r@M~ - 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 +}:c+Z< 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 $i3 /||T,9 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 vF*H5\ m<a 5.1 定义波导材料 75 5v?6J#]2 5.2 定义布局设置 76 *rqih_j0 5.3 创建波导 76 [y:6vC 5.4 修改输入平面 77 n'R
8nn6^ 5.5 指定波导的路径 78 CwT 52+Jb 5.6 运行模拟 79 20K<}:5t1 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 "7gHn0e> 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 TX 12$p\ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 .!Z.1:YR 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 LtNG<n)_BH 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 kiXa2Yn*(d 6.2 定义布局结构 89 OtnYv 6.3 绘制并定位波导 91 :qnRiK] 6.4 生成布局脚本 95 7$w:~VZ 6.5 插入和编辑输入面 97 2Yyc`o0R;h 6.6 运行模拟 98 %5uuB4P&|$ 6.7 修改布局脚本 100 mDo]5 i< 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ] e&"CF
7 应用预定义扩散过程 104 aeg5ij-]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 5#iv[c 7.2 定义布局设置 106 9@ ^/ON\O 7.3 设计波导 107 0$P40 7
7.4 设置模拟参数 108 ) .#,1 7.5 运行模拟 110 S__ o#nf`% 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 (3 _2h4O 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 3J@# V ' 7.8 添加一个新的轮廓 111 &hZcj dB 7.9 创建上方的线性波导 112 !iZ*Z Pu 8 各向异性BPM 115 &;,w}) 8.1 定义材料 116 f)*}L? 8.2 创建轮廓 117
g\n@(T$) 8.3 定义布局设置 118 C
YnBZ 8.4 创建线性波导 120 dp+wwNe 8.5 设置模拟参数 121 <6Br]a60RR 8.6 预览介电常数分量 122 BPC$ v\a 8.7 创建输入面 123 [5:F 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 ~r=u1]z 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 m,8A2;&,8 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 Q%@l`V)Rs 9.2 定义布局设置 130 KaO8rwzDN 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 om@` NW 9.4 编辑输入平面 132 Y5( `/ 9.5 设置模拟参数 134 P 0,]Ud 9.6 运行模拟 135 v6iV#yz3( 10 电光调制器 138 }!B<MGBd 10.1 定义电解质材料 139 4(o0I~hpB? 10.2 定义电极材料 140 )LnHm 10.3 定义轮廓 141 Tqm9><!r 10.4 绘制波导 144 Kf(% aDYq 10.5 绘制电极 147 9t;aJFI 10.6 静电模拟 149 /eZA AH 10.7 电光模拟 151 EjvxfqPv 11 折射率(RI)扫描 155 Is-Kz}4L 11.1 定义材料和通道 155 fFiFc^ 11.2 定义布局设置 157 L(}T-.,Slr 11.3 绘制线性波导 160 T|oz_c\e 11.4 插入输入面 160 T N` pai0 11.5 创建脚本 161 a_FJ N zL 11.6 运行模拟 163 F4d L{0;j 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 -rU *)0PR 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 y8
`H*s@ 12.1 定义材料 165 Cm>8r5LG 12.2 创建参考轮廓 166 U4 M!RdG 12.3 定义布局设置 166 t?{E_70W 12.4 用户自定义轮廓 167 ~ /
"aD 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 G+}|gG8 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 A2F+$N 13.1 定义材料 173 V .$< 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ,7tN&R_ 13.3 定义晶圆 174 \@gs8K# 13.4 创建器件 175 3"&6rdF\jB 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 UB?a-jGZ K 13.6 定义电极区域 178 v@< "b U 更多详情请加微联系 U
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