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前 言 8h}o 5B
d XrLeoK 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。 <t&0[l
(m25ZhW 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<NI6z8\ 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。 yY[N\*P
=rGjOb3+ 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。 *ax$R6a#X
hr(E, TAe 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 UOi8>; k`
{IJ,y27 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 6j+_)7.V
I 4 ,C-D 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 ]:8:|*w
Rra<MOR
目 录 d@JjqE[ 1 入门指南 4 -xPv]j$ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 Z~[ c65Nlu 1.2 OptiBPM简介 5 .k|8nNj 1.3 光波导介绍 8 \x5b=~/ 1.4 快速入门 8 N*gnwrP{ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 '
cR||VX 2.1 定义MMI耦合器材料 28 gDa}8!+i 2.2 定义布局设置 29 !8(: G6Ne 2.3 创建一个MMI耦合器 31 uzr(gFd 2.4 插入input plane 35 1/:WA:]1 , 2.5 运行模拟 39 1Ue )&RW 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 bj=kqO;*O 3 创建一个单弯曲器件 44 }4b
4<Sm_h 3.1 定义一个单弯曲器件 44 6w|s1!B l 3.2 定义布局设置 45 =W$
f + 3.3 创建一个弧形波导 46 ;shhg z$ 3.4 插入入射面 49 yY_ Zq\ 3.5 选择输出数据文件 53 Z9,-FO{#3- 3.6 运行模拟 54 2+ m%f " 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 9`4M o+ 4 创建一个MMI星形耦合器 60 ^{lcj 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 3copJS 4.2 定义布局设置 61 o'O;69D]tX 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 ?S9? ?y/ 4.4 插入输入面 62 h fZY5+Z< 4.5 运行模拟 63 )7j jfD\ 4.6 预览最大值 65 58 9hfET 4.7 绘制波导 69 _FR_6*C)5 4.8 指定输出波导的路径 69 F,5~a_GP? 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 '_oWpz pe 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 -j9Wf= 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 .5*5S[ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 c&me=WD 5.1 定义波导材料 75 Is57)( ^.- 5.2 定义布局设置 76 =z#6mSx|W
5.3 创建波导 76 ?gD^K,A Hd 5.4 修改输入平面 77 g9C/Oj`I 5.5 指定波导的路径 78 -|V1A[ 5.6 运行模拟 79 a|S6r-_;s 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 ynY( 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 a4aM.o 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 |I \&r[J 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 GWd71ZtFO 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 1se WR" 6.2 定义布局结构 89 |z1er"zR ) 6.3 绘制并定位波导 91 /5M0[C E 6.4 生成布局脚本 95 *WMI<w~_ 6.5 插入和编辑输入面 97 >V1vw7Pa 6.6 运行模拟 98 Hw2 9V // 6.7 修改布局脚本 100 Jj%" 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 k6 eh$*! 7 应用预定义扩散过程 104 r c++c,= 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 D] tI's1 7.2 定义布局设置 106 JX!z, X?r4 7.3 设计波导 107 ak1?MKV. 7.4 设置模拟参数 108 *'&]DJ j 7.5 运行模拟 110 9!} ?}`'_ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 6sjd:~J: 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 zD^*->`p 7.8 添加一个新的轮廓 111 gug9cmA/Q7 7.9 创建上方的线性波导 112 Ob! NC& 8 各向异性BPM 115 OTe h8h 8.1 定义材料 116 t?Ku6Z' 8.2 创建轮廓 117 65 ]>6D43 8.3 定义布局设置 118 A4{14Y;? 8.4 创建线性波导 120 2`d KnaF| 8.5 设置模拟参数 121 *RYok{w 8.6 预览介电常数分量 122 m3#rU%Wj 8.7 创建输入面 123 >:J7u*>$ ' 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 p C^=?!:U 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 Tfq7<<0$N 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 k%D|17I 9.2 定义布局设置 130 :MaP5 8dhh 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 N I
r"i2 9.4 编辑输入平面 132 G22{',#r8 9.5 设置模拟参数 134 PQj 'D <G 9.6 运行模拟 135 D?.H|% 10 电光调制器 138 t1`.M$ 10.1 定义电解质材料 139 ;{lb_du2: 10.2 定义电极材料 140 "L NLM 10.3 定义轮廓 141 pJdR`A-k| 10.4 绘制波导 144 x$hT+z6DUC 10.5 绘制电极 147 F,8 ?du] 10.6 静电模拟 149 t p<v 10.7 电光模拟 151 3p1U,B} 11 折射率(RI)扫描 155 G)IK5zCDd 11.1 定义材料和通道 155 b9 ; w3Ba 11.2 定义布局设置 157 k3+LP7| * 11.3 绘制线性波导 160 z[Ah9tM% 11.4 插入输入面 160 prEI9/d" 11.5 创建脚本 161 ;RK;kdZ 11.6 运行模拟 163 i&TWIl8 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 w2H ^q3* 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 9^+E$V1@ 12.1 定义材料 165 ;#bDz}|\AN 12.2 创建参考轮廓 166 3y tlD ' 12.3 定义布局设置 166 'iWDYZ? 12.4 用户自定义轮廓 167 6$)FQ
U 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ;I 9g;} 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 WJJmM*>JW 13.1 定义材料 173 w8D6j%C 13.2 创建钛扩散轮廓 173 2kcDJ{( 13.3 定义晶圆 174 g4 3(N!@g 13.4 创建器件 175 -}1TT@ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 o<gK"P 13.6 定义电极区域 178 WF_ v>g:g 更多详情请加微联系 F'-,Ksn
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