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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。 ;Zb+ WG yj
RzG<&a3B3s 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。 p.9VyM
-v *wT*I1 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。 Nj
N g=q
8v7;{4^ 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。 ,
4Vr,?"EO
v7+f@Z:N* 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。 xyK_1n@b
$*ujX,} xG 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正 SrPZ^NF
_C3l 2v'I$ 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 F2yc&mXyk
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目 录 U$j*{`$4 1 入门指南 4 \K+LK a) 1.1 OptiBPM安装及说明 4 9IgozYj 1.2 OptiBPM简介 5 SG1fu<Q6J 1.3 光波导介绍 8 ;Ub;AqY 1.4 快速入门 8 VY)!b jW. 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 _Y '+E 2.1 定义MMI耦合器材料 28
SqL8MKN) 2.2 定义布局设置 29 zfDx c3e
2.3 创建一个MMI耦合器 31 @GzEhv 2.4 插入input plane 35 <4,n6$E 2.5 运行模拟 39 L Of0_g/ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Z `FqC 3 创建一个单弯曲器件 44 tL68
u[ 3.1 定义一个单弯曲器件 44 irSdqa/ 3.2 定义布局设置 45 %xE\IRlR 3.3 创建一个弧形波导 46 ob=GB71j55 3.4 插入入射面 49 ]+O];*T 3.5 选择输出数据文件 53 ?ic 7 M 3.6 运行模拟 54 .,t"i C:E 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 %zx=r n(K 4 创建一个MMI星形耦合器 60 ek~bXy{O` 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 \;
Io 4.2 定义布局设置 61 Ay'2! K,I 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 nlaJ 4.4 插入输入面 62 G<9UL*HU 4.5 运行模拟 63 trL:qD+{( 4.6 预览最大值 65 GQXN1R
4.7 绘制波导 69 "71@WLlN 4.8 指定输出波导的路径 69 ju PW!u 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 2x-67_BHY= 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 j8*fa 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 x{IxS?.j+ 5 基于VB脚本进行波长扫描 75
B d$i%.r 5.1 定义波导材料 75 ]r;-L x{F 5.2 定义布局设置 76 O-r,&W 5.3 创建波导 76 5/<?Y&x 5.4 修改输入平面 77 %jKbRiz1u 5.5 指定波导的路径 78 f8u m.Xnp6 5.6 运行模拟 79 d4h1#MK 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 zoYw[YP 9 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 V=}AFGC85 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 |I L..C 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 Iuk!A?XV 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 ?5d7J,"<h 6.2 定义布局结构 89 <%fcs"Mb 6.3 绘制并定位波导 91 8Qtd, 6.4 生成布局脚本 95 ,zmGKn#n2 6.5 插入和编辑输入面 97 sV{M#UF2 6.6 运行模拟 98 r:u, 6.7 修改布局脚本 100 `4E6&&E+S 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 .\1{>A 7 应用预定义扩散过程 104 |Rk$u 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 `[vm{+i 7.2 定义布局设置 106 VHhW_ya1g{ 7.3 设计波导 107 zRDBl02v$T 7.4 设置模拟参数 108 n ~xh
%r; 7.5 运行模拟 110 zx 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 z>HeM
M ei 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 V<f 76U) 7.8 添加一个新的轮廓 111 .s7Cr0^k,| 7.9 创建上方的线性波导 112 T^9k,J(rM 8 各向异性BPM 115 pq0F!XmU 8.1 定义材料 116 OEc$ro=m* 8.2 创建轮廓 117 C^vB&3ghi 8.3 定义布局设置 118 Y{~[N y E 8.4 创建线性波导 120 M7rVH\:[- 8.5 设置模拟参数 121 a!ao{8# 8.6 预览介电常数分量 122 x O `#a= 8.7 创建输入面 123 Ik_u34U 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 P~Cx#`#(V 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 pUV3n
1{2 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 9Yg= 4>#$ 9.2 定义布局设置 130 <4!SQgL 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 e)I-|Q4^% 9.4 编辑输入平面 132 -z"=d<@ 9.5 设置模拟参数 134 ;E? Z<3{ 9.6 运行模拟 135 f=%k9Y*) 10 电光调制器 138 ~3YN;S t- 10.1 定义电解质材料 139 Y0`=h"g 10.2 定义电极材料 140 R{zAs?j 10.3 定义轮廓 141 RtZK2 10.4 绘制波导 144 ~4HS
2\ 10.5 绘制电极 147 u;$g1 3 10.6 静电模拟 149 WVPnyVDc 10.7 电光模拟 151 CT1)tRN 11 折射率(RI)扫描 155 L[4Su;D 11.1 定义材料和通道 155 rv/O^aL`Y 11.2 定义布局设置 157 W10=SM } 11.3 绘制线性波导 160 )%D2J C 11.4 插入输入面 160 59e q"08 11.5 创建脚本 161 04eE\%? 11.6 运行模拟 163 (<RZZ{m 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 ,1-n=eTQ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ]F:5-[V# 12.1 定义材料 165 nSWW^ ; 12.2 创建参考轮廓 166 d^5 OB8t 12.3 定义布局设置 166 vb 2mY 12.4 用户自定义轮廓 167 C( ( 7 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 ROZOX$XM 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 8*O] 13.1 定义材料 173 y_bb//IAG 13.2 创建钛扩散轮廓 173 i|zs
Li/ 13.3 定义晶圆 174 |TCHPKN 13.4 创建器件 175 QH:PClW
