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前 言 :Ev
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#~"IlBk\ 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。 ,aC}0t
X.k8w \~ 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。 iae NY;T
Zd>sdS`#r 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。 x5BS|3W$a
h-?yed*? 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。 )&d=2M;3
%HoD)OJe 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。 e'G=.:
A@)Q-V8*9s 《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 (EY @{'.&
n9}BT^4 v 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 i#t-p\Tcz
A#T"4'#?<
目 录 }RI_k&; 1 入门指南 4 ^Z?m)qxvB 1.1 OptiBPM安装及说明 4 d$3md<lIB 1.2 OptiBPM简介 5 m{ !$_z8: 1.3 光波导介绍 8 m1Y a 1.4 快速入门 8 w|s2f`! 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 : #CWiq("% 2.1 定义MMI耦合器材料 28 xw
43P. 2.2 定义布局设置 29 aq}hlA(w 2.3 创建一个MMI耦合器 31 @ztT1?!e 2.4 插入input plane 35 ?4/pE@RIy 2.5 运行模拟 39 Mh-"B([Z 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 'kt6%d2 3 创建一个单弯曲器件 44 xsj ,l@Ey 3.1 定义一个单弯曲器件 44 ]$r]GVeN}H 3.2 定义布局设置 45 nLz;L r! 3.3 创建一个弧形波导 46 Qr$
7 U6p 3.4 插入入射面 49
&kmaKc 3.5 选择输出数据文件 53 s0f+AS|} 3.6 运行模拟 54 ~^Cx->l 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 bXF8V 4 创建一个MMI星形耦合器 60 Kgr<OL}V J 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 ZY `9 4.2 定义布局设置 61 q| 1%G Nb 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 oOpEpQ}}q 4.4 插入输入面 62 (l{8Ix s 4.5 运行模拟 63 04Zdg:[3-! 4.6 预览最大值 65 scH61Y8 ` 4.7 绘制波导 69 1n^N`lD8]6 4.8 指定输出波导的路径 69 B+Qf? 1f 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 K
$- * 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 63=&??4 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 C`i#7zsH 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 6LCtWX 5.1 定义波导材料 75 +d\o|}c 5.2 定义布局设置 76 ?5nEmG|kO 5.3 创建波导 76 q=5aHH% | 5.4 修改输入平面 77 <|_>r`@%l 5.5 指定波导的路径 78 aj;x:UqpJ 5.6 运行模拟 79 IdAh)#)
7 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 $5 mGYF] 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 SED52$zA 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 N)g _LL>^ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 lz#.f,h 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 q@bye4Ry%W 6.2 定义布局结构 89 uE')<fVX( 6.3 绘制并定位波导 91 yl~;! 6.4 生成布局脚本 95 U? Jk 6.5 插入和编辑输入面 97 f )T\ 6.6 运行模拟 98 G|Et'k.F4 6.7 修改布局脚本 100 I#(lxlp"Ho 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 q"2APvsvp 7 应用预定义扩散过程 104 g ,JfT^ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 IN bV6jZL 7.2 定义布局设置 106 gdf0 7.3 设计波导 107 yor'"6)i 7.4 设置模拟参数 108 MQwxQ{ 7.5 运行模拟 110 zb9G&'7 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 RQ8d1US 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 vlkw Wm 7.8 添加一个新的轮廓 111 xcW\U^1d 7.9 创建上方的线性波导 112 ,:(s=J N+ 8 各向异性BPM 115 {UP[iw$~ 8.1 定义材料 116 d9S/_iCI 8.2 创建轮廓 117 (7G4 v 8.3 定义布局设置 118 A| f6H6UUx 8.4 创建线性波导 120 m* _X PY 8.5 设置模拟参数 121 b:F;6X0~Hl 8.6 预览介电常数分量 122 )^o. H~Pv 8.7 创建输入面 123 GO"|^W 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 3Y38l P:>h 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 B= d< L^ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 uG7]s]Wdz; 9.2 定义布局设置 130 7o +L 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 B3ItZojAuw 9.4 编辑输入平面 132 >(a35 b$ 9.5 设置模拟参数 134 akyMW7'3V< 9.6 运行模拟 135 ASbI c"S6 10 电光调制器 138 +I3V fv 10.1 定义电解质材料 139 o664b$5nsI 10.2 定义电极材料 140 J;_4
3eS 10.3 定义轮廓 141 -yqgs>R( d 10.4 绘制波导 144 $XQgat@&] 10.5 绘制电极 147 O
ixqou 10.6 静电模拟 149 EX_j|/&tZ 10.7 电光模拟 151 7e+C5W*9b 11 折射率(RI)扫描 155 $t%IJT 11.1 定义材料和通道 155 TbD 11.2 定义布局设置 157 9Q,>I6`l 11.3 绘制线性波导 160 O`y3H lc 11.4 插入输入面 160 j_g(6uZhz3 11.5 创建脚本 161 y-+W 11.6 运行模拟 163 v>`Fo[c 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 myfTz tJ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 i,;JI>U 12.1 定义材料 165 }lp37, 12.2 创建参考轮廓 166 U_IGL 12.3 定义布局设置 166 LnE/62){N 12.4 用户自定义轮廓 167 ;EJ!I+� 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 W_M#Gi/ AL 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 0V3dc+t)O 13.1 定义材料 173 aH. "|
*. 13.2 创建钛扩散轮廓 173 9 ~W]D!m, 13.3 定义晶圆 174 ^o5;><S] 13.4 创建器件 175 VVSt,/SO 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 5{b;wLi$X2 13.6 定义电极区域 178 2ul8]= 更多详情请加微联系 I4@XOwl{P
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