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前 言 b\Ub<pE
Q2JjBV< 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。 m(Ynl=c
^pa).B.`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。 g*M3;G
;@hP*7Lm 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。 $h9!"f[|j
[~w cHE 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 Ip x:k+J
f *vziC<m 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 VuW19-G
|t_2 AV 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 yK^k*)2N
U"]i.J1 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 m>_'f{&u
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目 录 XjbK!. 1 入门指南 4 <0m;|Ai'W 1.1 OptiBPM安装及说明 4 J4i 0+u 1.2 OptiBPM简介 5 w=$_',5#Z 1.3 光波导介绍 8 -(EqBr@_ 1.4 快速入门 8 \Wk$>?+#@ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 RP9||PFS~~ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 qDW/8b\ ^ 2.2 定义布局设置 29 }1wuH 2.3 创建一个MMI耦合器 31 P.Bk-#}$ 2.4 插入input plane 35 x&d<IU)5 2.5 运行模拟 39 _G|6xlO 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 MNz q}(p 3 创建一个单弯曲器件 44 C#R9Hlb 3.1 定义一个单弯曲器件 44 bO dD:=f 3.2 定义布局设置 45 .B*)A. 3.3 创建一个弧形波导 46 @[Th{HTc.G 3.4 插入入射面 49 mfvQ]tz_+ 3.5 选择输出数据文件 53 AX CJFqk; 3.6 运行模拟 54 Z "jo
xZ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 )j]RFt 4 创建一个MMI星形耦合器 60 uu>g(q?4II 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 `*a ,8M% 4.2 定义布局设置 61 7vFqO; 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 8
_J:Yg 4.4 插入输入面 62 21qhlkdc 4.5 运行模拟 63 ]nh)FMo 4.6 预览最大值 65 ;z68`P- 4.7 绘制波导 69 VbjFQ@[l! 4.8 指定输出波导的路径 69 ?:E;C<Ar 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Syk^7l 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 0Ju{6x(|
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 b %BwGS(z 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 `
T!O
)5 5.1 定义波导材料 75 X {$gdz8S9 5.2 定义布局设置 76 ~EB ZlTN 5.3 创建波导 76 `6/7},"9t 5.4 修改输入平面 77 jcj)9;n=! 5.5 指定波导的路径 78 B06 /mKZ7 5.6 运行模拟 79 $f+9svq 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 .1@5*xQ5O 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 \3l;PY 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 Vk"QcW 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 VYBl0!t 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 = U 5)m 6.2 定义布局结构 89 "7g: u- 6.3 绘制并定位波导 91 b+3pu\w ` 6.4 生成布局脚本 95 7j
Q`i;L}Y 6.5 插入和编辑输入面 97 Z8 x(_ft5 6.6 运行模拟 98 "elh~K 6.7 修改布局脚本 100 o|+tRl 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 7;XdTx 7 应用预定义扩散过程 104 D|xSO~M5 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 Umqm5*P( 7.2 定义布局设置 106 Lv_>cFJ}[ 7.3 设计波导 107 w3*JVIQC 7.4 设置模拟参数 108 <1y% ch; 7.5 运行模拟 110 u 1uY* p 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 NS1[-n g 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 vq{:=:5'P 7.8 添加一个新的轮廓 111 ZA!vxQ?P, 7.9 创建上方的线性波导 112 tFGLqR%/ 8 各向异性BPM 115 A1|:$tED+2 8.1 定义材料 116 ,=mn* 8.2 创建轮廓 117 "x{S3v4Rb5 8.3 定义布局设置 118 u^ T2 8.4 创建线性波导 120 -x7L8Wj 8.5 设置模拟参数 121 W46sKD;\^W 8.6 预览介电常数分量 122 MV/JZ;55 8.7 创建输入面 123 ! } 1p:@ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 M! s&<Bi 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 fROhn}<**[ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 <Z v G& 9.2 定义布局设置 130 O: #to 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 Z #F2<*+Pe 9.4 编辑输入平面 132 'K0Y@y 9.5 设置模拟参数 134 dLAElTg 9.6 运行模拟 135 M4QMD;Ez 10 电光调制器 138 V3jx{BXs2 10.1 定义电解质材料 139 P"- ,^?6 10.2 定义电极材料 140 0q/g:" |j 10.3 定义轮廓 141 ?Z;knX\?J 10.4 绘制波导 144 *P_TG"^{W 10.5 绘制电极 147 $,
=n 10.6 静电模拟 149 k -SUp8}g 10.7 电光模拟 151 MZ{)`7acR\ 11 折射率(RI)扫描 155 IlwY5i L 11.1 定义材料和通道 155 X1+Wb9P 11.2 定义布局设置 157 [P[syi#]t 11.3 绘制线性波导 160 ?J>^X-z 11.4 插入输入面 160 Xd jxt?* 11.5 创建脚本 161 )q#b^( v 11.6 运行模拟 163 }g3)z%Xe'[ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 I3SLR 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 K$rH{dUM 12.1 定义材料 165 <uA|nYpp 12.2 创建参考轮廓 166 Jl}$) ' 12.3 定义布局设置 166 Q.!8q3` 12.4 用户自定义轮廓 167 iJq}tIk#2' 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 J k`A } 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 aeSXHd?+( 13.1 定义材料 173 Chjth" 13.2 创建钛扩散轮廓 173 ><$hFrR! 13.3 定义晶圆 174 e d& , 13.4 创建器件 175 hG3b7!^#g 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 qw nC{ 13.6 定义电极区域 178 qgu.c`GmW 更多详情请加微联系
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