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前 言 ZWW}r~d{
o?8 j *] 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。 ;!Bkk9r"H
*Y?]="8c#; 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。 b=go"sJ@>(
ew~FN 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。 7nIMIkT:
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m~R 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。 g}h0J%s
ovVU%2o1b 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。 yU`IyaazZ
c3ml O [( 《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 $o^}<)DW
Etk<`GRfA 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 +fmZ&9hFNJ
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目 录 _"TG:RP 1 入门指南 4 !qq@F%tv 1.1 OptiBPM安装及说明 4 SS- 1.2 OptiBPM简介 5 81g0oVv 1.3 光波导介绍 8 ?+_"2XY 1.4 快速入门 8 )E|Bb=% 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 }]) f^ 2.1 定义MMI耦合器材料 28 CiF bk&-g 2.2 定义布局设置 29 JJO"\^,;~ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 A O]e^Q 2.4 插入input plane 35 5lbh
"m= 2.5 运行模拟 39 zE{zX@ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 KcE=m\ h 3 创建一个单弯曲器件 44 <9vkiEo 3.1 定义一个单弯曲器件 44 'ZZ/:MvQa 3.2 定义布局设置 45 PV Q%y 3.3 创建一个弧形波导 46 W3kilhZ 3.4 插入入射面 49 8'62[e|=7[ 3.5 选择输出数据文件 53 uWQ.h , 3.6 运行模拟 54 r e2%e-F" 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 Kxn=iv^Ir 4 创建一个MMI星形耦合器 60 }qg&2M%\ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 <z PyID` 4.2 定义布局设置 61 g;1
UZE; 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 v4G kf 4.4 插入输入面 62 wz57.e!Me= 4.5 运行模拟 63 ~<3yTl> 4.6 预览最大值 65 'rg V]Oy 4.7 绘制波导 69 hR2. w/2j 4.8 指定输出波导的路径 69
_L ].n)b 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 *{bqHMd4L 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 $6[]c) ( 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 2J5dZYW 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 u-$AFSt 5.1 定义波导材料 75 oc3/
IWII 5.2 定义布局设置 76 *BV .zbGm 5.3 创建波导 76 )sr]}S0 5.4 修改输入平面 77 -_dgd:o r 5.5 指定波导的路径 78 78"W ~` 8 5.6 运行模拟 79 70Am]L&M 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 pD9c%P 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 c4|.!AQ> 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 }9JPSl28Jr 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 lPQH_+)Z" 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 0 N(2[s_A 6.2 定义布局结构 89 >=(e}~5y 6.3 绘制并定位波导 91 (`N/1}vk 6.4 生成布局脚本 95 xHmc8G$zu 6.5 插入和编辑输入面 97 WF]:?WE% 6.6 运行模拟 98 8~bPo WP 6.7 修改布局脚本 100 d>}%A
] 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 spf}{o 7 应用预定义扩散过程 104 i8]r }a 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 ~tWBCq 6 7.2 定义布局设置 106 POf \l 7.3 设计波导 107 l d@^ $ 7.4 设置模拟参数 108 dK-G%5)r 7.5 运行模拟 110 w K+2;*bI 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 3y!CkJ Kv 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 u'C4d6\wS 7.8 添加一个新的轮廓 111 H0S 7k`. 7.9 创建上方的线性波导 112 cjL!$O E6 8 各向异性BPM 115 )xeVoAg 8.1 定义材料 116 #KwFr lZ 8.2 创建轮廓 117 kF5}S8B 8.3 定义布局设置 118 n\ZFPXP 8.4 创建线性波导 120 DmYm~hzJ 8.5 设置模拟参数 121 7D,+1>5^Ne 8.6 预览介电常数分量 122 6\`,blkX 8.7 创建输入面 123
Hi9]M3Ub 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 T'X Rl@ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 W{`;][ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 R#t~i&v/ 9.2 定义布局设置 130 B3D4f YQ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 1_' ZbZv4h 9.4 编辑输入平面 132 5segzaI 9.5 设置模拟参数 134 REw3 >/= 9.6 运行模拟 135 &45.*l|mo 10 电光调制器 138 N O&OuiN 10.1 定义电解质材料 139 t :_7 O7 10.2 定义电极材料 140 O;XF'r_ 10.3 定义轮廓 141 #X)s=Y&5!T 10.4 绘制波导 144 lIf Our 10.5 绘制电极 147 1 >Op)T>{c 10.6 静电模拟 149 a8N! jQc_m 10.7 电光模拟 151 3|A"CU/z@ 11 折射率(RI)扫描 155 ?;$g, 2n 11.1 定义材料和通道 155 b `2~ 11.2 定义布局设置 157 ( GeJBw,Q 11.3 绘制线性波导 160 &^}w| J? 11.4 插入输入面 160 eRf 8'-"#- 11.5 创建脚本 161 j>6{PDaT 11.6 运行模拟 163 \3KCZ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 9(C
Ke, 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 a; "+Py 12.1 定义材料 165 5W'T7asOh 12.2 创建参考轮廓 166 !vsUL- 12.3 定义布局设置 166 1q*3V8 12.4 用户自定义轮廓 167 x&;SLEM
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 >Nov9<p 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 'HC4Q{b` 13.1 定义材料 173 wC[J=:]tA5 13.2 创建钛扩散轮廓 173 2 @ad! h 13.3 定义晶圆 174 i^n&K:6 13.4 创建器件 175 ]t,ppFC# 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 | o?@Eh 13.6 定义电极区域 178 ;%U`P8b! 更多详情请加微联系 qv T9d7x
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