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前 言 e<[0H 8
~^R?H S 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。 F_&bE @k
- *r]9f6 x 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。 K:g:GEDgf
/)E'%/"A 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。 j 1{\nP/
s.7s:Q` 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。 Lb}
c jI:
K0Zq )< 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。 X0"f>.Lg
3 JR1If 《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 5};$>47m
';0NWFP 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 R1=ir# U|D
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目 录 ';hTGLq\X 1 入门指南 4 (ATCP#lF 1.1 OptiBPM安装及说明 4 XgmblNp1 1.2 OptiBPM简介 5 s"solPw 1.3 光波导介绍 8 ) "o+wSI1 1.4 快速入门 8 >)IXc<"wq 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 T|& 2!Sh 2.1 定义MMI耦合器材料 28 } &mFpc 2.2 定义布局设置 29 g}]EIv{ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 a|v}L , 2.4 插入input plane 35 KZxA\,Y'5 2.5 运行模拟 39 * (4TasQu 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 k-LT'>CWl 3 创建一个单弯曲器件 44 KtFxG6a 3.1 定义一个单弯曲器件 44 9I RvbE~2 3.2 定义布局设置 45 96.z\[0VZ 3.3 创建一个弧形波导 46 2%DleR 'i 3.4 插入入射面 49 J '^xDIZX 3.5 选择输出数据文件 53 7q] @Jx9 3.6 运行模拟 54 OJ'x>k E 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 l^IPN 'O@ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 XI*_t i 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 _ x.D< n=X 4.2 定义布局设置 61 dWI.t1` i 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 VnJ-nf A 4.4 插入输入面 62 |= frsf~? 4.5 运行模拟 63 <9s=K\- 4.6 预览最大值 65 L#`9# Q 4.7 绘制波导 69 s\`Vr;R:| 4.8 指定输出波导的路径 69 4P>tGO&*x 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ecH-JPm' 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 P9p{j1*; 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 '1}r Qq Z 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Hh bf 9) 5.1 定义波导材料 75 #f'(8 JjY 5.2 定义布局设置 76 yt&eY6Xp 5.3 创建波导 76 #c0
dZ 5.4 修改输入平面 77 xmDX1sL** 5.5 指定波导的路径 78 PSdH9ea 5.6 运行模拟 79 4nhe *ip 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 !k&~|_$0@ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 @HfWA FT 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 I~R<}volu 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 RTSR-<{z 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 -%=StWdb
6.2 定义布局结构 89 ^/W 7Xd(s 6.3 绘制并定位波导 91 /p
[l(H 6.4 生成布局脚本 95 ?CS
jn 6.5 插入和编辑输入面 97 @Y>3 -,o,S 6.6 运行模拟 98 ;UgRm# 6.7 修改布局脚本 100 I`%=&l[v_5 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 _^RN
C)o l 7 应用预定义扩散过程 104 L!L/QG|wdf 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 (%>Sln5hq 7.2 定义布局设置 106 xLZQ\2q 7.3 设计波导 107 xQ7n$.?y@ 7.4 设置模拟参数 108 s9A'{F 7.5 运行模拟 110 =3=KoH/' 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 B-[SU mHr 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 33kI #45s 7.8 添加一个新的轮廓 111 e![Q1!r 7.9 创建上方的线性波导 112 fBH&AO$Q 8 各向异性BPM 115 s8| #sHT 8.1 定义材料 116 bIm$7a`T 8.2 创建轮廓 117 FZ>*<& 8.3 定义布局设置 118 2vnzB8 "k 8.4 创建线性波导 120 4Uf+t?U9 8.5 设置模拟参数 121 Z"? AaD[ 8.6 预览介电常数分量 122 s/[i>`g/9 8.7 创建输入面 123 SEchF"KJQF 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 Y%:p(f< 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 8{+~3@T 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
cM4?G gn 9.2 定义布局设置 130 1|w,Z+/ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 73~Mq7~8 9.4 编辑输入平面 132 ):78 GVp 9.5 设置模拟参数 134 nu0bJ:0aLd 9.6 运行模拟 135 6sy%KO*A 10 电光调制器 138 sW2LNE 10.1 定义电解质材料 139 b+p!{ 10.2 定义电极材料 140 z% /ww7H 10.3 定义轮廓 141 &`L5UX 10.4 绘制波导 144 \N#)e1.0P 10.5 绘制电极 147 SA>;]6)` ( 10.6 静电模拟 149 ap%o\&T; 10.7 电光模拟 151 0K3FH&.% 11 折射率(RI)扫描 155 6 qKIz{; 11.1 定义材料和通道 155 0 v7;Z xD 11.2 定义布局设置 157 h.=B!wKK 11.3 绘制线性波导 160 lIjHd#q-C 11.4 插入输入面 160 L7Oytdc< 11.5 创建脚本 161 IPx fjBC+J 11.6 运行模拟 163 f!$J_ dz 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 S ,(@Q~ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 4}LF>_+= 12.1 定义材料 165 wCt+{Y3 T 12.2 创建参考轮廓 166 <$yer)_J!k 12.3 定义布局设置 166 hTG
d Uw] 12.4 用户自定义轮廓 167 ^Js9E 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ^LU[{HZV 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 uBE,z>/,; 13.1 定义材料 173 hYd8}BvA 13.2 创建钛扩散轮廓 173 :
m5u=:t 13.3 定义晶圆 174 1UM]$$:i 13.4 创建器件 175 *Ra")(RnDK 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 iz^ wBQ 13.6 定义电极区域 178 78QFaN$ 更多详情请加微联系 E+1j3Q;
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