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前 言 |. 0~'
~U"m"zpLP 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。 $m2#oI 'D
d9;&Y?fp OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。 nM2<u[{gF
(b<0=U 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。 ~ a`[p\
eDZ8F^0 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。 .G!xc Q`?
7` ;sX?R 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。 /u4RZ| &as
NF6xKwRU]_ 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 ` HXv_9
s!/lQo5/ 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 CMW4Zqau*
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目 录 tSJ# 1 入门指南 4 uo]xC+^ 1.1 OptiBPM安装及说明 4 %(/E
` 1.2 OptiBPM简介 5 pS ](Emn`. 1.3 光波导介绍 8 =IsmPQK i 1.4 快速入门 8 06f%{mAZS 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 ? `Yu~a{ 2.1 定义MMI耦合器材料 28
w_Slg&S 2.2 定义布局设置 29 6Lq`zU^ 2.3 创建一个MMI耦合器 31 s"`~Xnf 2.4 插入input plane 35 K_)~&Cu*' 2.5 运行模拟 39 1\m,8i+gU 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 0@-4.I Hl 3 创建一个单弯曲器件 44 M8X6 !"B$Y 3.1 定义一个单弯曲器件 44 .b3h?R*& 3.2 定义布局设置 45 [q2:d^_FA 3.3 创建一个弧形波导 46 u NyN[U 3.4 插入入射面 49 : x&R'wX- 3.5 选择输出数据文件 53 F~
5,-atDM 3.6 运行模拟 54 vu*e*b$} 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 & <98n T 4 创建一个MMI星形耦合器 60 5 :IDl 1f5 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 F%|P#CaB 4.2 定义布局设置 61 *zrGrk:l 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 8>e YM 4.4 插入输入面 62 HfVHjF) 4.5 运行模拟 63 @Z
==B%` 4.6 预览最大值 65 9m)$^U>oz 4.7 绘制波导 69 ? K[Y"*y2 4.8 指定输出波导的路径 69 A4,{ep'Z! 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 ;^xM"
{G8 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 zK5&,/ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 wkx9@?2* 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 &Uam4'B6- 5.1 定义波导材料 75 ):G%o 5.2 定义布局设置 76 spfW)v/T! 5.3 创建波导 76 Ow/,pC >V 5.4 修改输入平面 77
^^"zjl*^ 5.5 指定波导的路径 78 6
H P 66B 5.6 运行模拟 79 4)w,gp 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 \nEMj,) 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 x!_5 / 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 q!:dZES 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 PG63 { 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 %Z_O\zRqy) 6.2 定义布局结构 89 #s~;ss , 6.3 绘制并定位波导 91 QG uqV8 y0 6.4 生成布局脚本 95 ^H.B6h? 6.5 插入和编辑输入面 97 %jjPs . 6.6 运行模拟 98 fY&TI}Y 6.7 修改布局脚本 100 "++\6 H< 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 w&L~+ Z< 7 应用预定义扩散过程 104 2/ 4zg 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 3LET zsJ 7.2 定义布局设置 106 6NX#= A 7.3 设计波导 107 6U ! P8q 7.4 设置模拟参数 108 ^_ch%3}Im 7.5 运行模拟 110 [L+*pW+$\. 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 ^ 0YQlT98 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 [=(8yUV' G 7.8 添加一个新的轮廓 111 P$U" y/ 7.9 创建上方的线性波导 112 XZKlE
F ? 8 各向异性BPM 115 53:~a 8.1 定义材料 116 @G 2# Z 8.2 创建轮廓 117 xZ`z+) 8.3 定义布局设置 118 b~vV++ou_ 8.4 创建线性波导 120 _A C N 8.5 设置模拟参数 121 .3C::~: 8.6 预览介电常数分量 122 \+V"JIStUj 8.7 创建输入面 123 !vf:mMo 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 +u
Iq]tqe 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 eI $ V2 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 0fewMS* 9.2 定义布局设置 130 BjfVNF;hk: 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 cK1^jH<| 9.4 编辑输入平面 132 :+/8n+@# 9.5 设置模拟参数 134 9iG&9tB@ 9.6 运行模拟 135 6
^3RfF^W 10 电光调制器 138 F~6]II 10.1 定义电解质材料 139 eY :"\c3
10.2 定义电极材料 140 vIJ5iLF 10.3 定义轮廓 141 [< 53_2]~ 10.4 绘制波导 144 YAc:QV T87 10.5 绘制电极 147 L4Jm8sy{ 10.6 静电模拟 149 \eKXsO"d 10.7 电光模拟 151 gw"c Xny 11 折射率(RI)扫描 155 OY{fxB b 11.1 定义材料和通道 155 SvSO?H!- 11.2 定义布局设置 157 [gBf1,bK 11.3 绘制线性波导 160 HZAT_ 11.4 插入输入面 160 u*@R`,Y
11.5 创建脚本 161 +JtK VF 11.6 运行模拟 163 X "7CN Td 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 72Bc0Wg
12 应用用户自定义扩散轮廓 165 k3$'K}=d 12.1 定义材料 165 zj r($? 12.2 创建参考轮廓 166 6# U~>r/ 12.3 定义布局设置 166 F&6#j 12.4 用户自定义轮廓 167 r[!~~yu/o 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 I4N7wnBp 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 {%3WHGr%L 13.1 定义材料 173 h&j2mv( 13.2 创建钛扩散轮廓 173 Z (6.e8fK 13.3 定义晶圆 174 `$ f`55e 13.4 创建器件 175 s@{82}f~ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 F)cCaE; 13.6 定义电极区域 178 nCi
]6;Y 更多详情请加微联系 ~JT2el2W7p
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