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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。 ~IO'"h'w
|,n(9Ix 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。 w H=7pS"s
s]=XAm"4 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。 '^7Z]K <v
h^IizrqU 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。 BH}rg,]G
!F6rcDK I 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。 &u"mFweS
F @t\D? 《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 I YptNR
Wkb>JnPo 上海讯技光电科技有限公司 2021年4月 3\ )bg
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P &c O2
目 录 ri3*~?k00 1 入门指南 4 I`@>v%0 1.1 OptiBPM安装及说明 4 ):=8w.yC 1.2 OptiBPM简介 5 s &W E' 1.3 光波导介绍 8 x` wUi*G 1.4 快速入门 8 OHngpe4 2 创建一个简单的MMI耦合器 28 {KTZSs $n 2.1 定义MMI耦合器材料 28 t]3:vp5N] 2.2 定义布局设置 29 I )% bOK] 2.3 创建一个MMI耦合器 31 6x!iL\Y~ 2.4 插入input plane 35 J + Y?'"r 2.5 运行模拟 39 vsA/iH. 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43 Y>nQ < 3 创建一个单弯曲器件 44 ?g K|R 3.1 定义一个单弯曲器件 44 -yIx:*KI 3.2 定义布局设置 45 ow ,! 7|m 3.3 创建一个弧形波导 46 DvI^3 iG8 3.4 插入入射面 49 2I=4l 3.5 选择输出数据文件 53 $RRh}w\0^ 3.6 运行模拟 54 ij_5=4aZ- 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57 0yUn~'+(Sp 4 创建一个MMI星形耦合器 60 'UCClj;?K 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60 | U~\;m@
4.2 定义布局设置 61 V2m=
m}HQ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61 A}uW y^w 4.4 插入输入面 62 u8x#XESR7 4.5 运行模拟 63 33"!K>wC 4.6 预览最大值 65 [4])\q^q 4.7 绘制波导 69 =jG." o 4.8 指定输出波导的路径 69 qssK 0!- 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71 Xa U ^^K 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72 -Y"2c,~pH 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74 /GNm>NSK 5 基于VB脚本进行波长扫描 75 Ni ;jMc 5.1 定义波导材料 75 6% c]{eTd9 5.2 定义布局设置 76 1NN#-U 5.3 创建波导 76 7;#o?6!7 5.4 修改输入平面 77 zb!RfQ, 5.5 指定波导的路径 78 ,}^;q58 5.6 运行模拟 79 );p:[=$71 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81 cGg ~+R2P 5.8 应用VB脚本进行模拟 82 +=kz".$ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84 5cr\ J R 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88 &x4|! " G 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88 > IS BK[=H 6.2 定义布局结构 89 }f6_ 7W%5 6.3 绘制并定位波导 91 k <LFH( 6.4 生成布局脚本 95 Og2w] B[
6.5 插入和编辑输入面 97 y 5Kr<cF^ 6.6 运行模拟 98 nG|
NRp 6.7 修改布局脚本 100 DL '{
rK 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102 ~#rmw6y 7 应用预定义扩散过程 104 f F9=zrW 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104 l8DZ2cw] 7.2 定义布局设置 106 kbx4I? 7.3 设计波导 107 Lnltt86 7.4 设置模拟参数 108 u-wj\ BU 7.5 运行模拟 110 W_]onq 6 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111 n 8) eC2 A 7.7 将模板以新的名称进行保存 111 e yByAT~W, 7.8 添加一个新的轮廓 111 A9y3B^\* 7.9 创建上方的线性波导 112 Kl :x?"g) 8 各向异性BPM 115 Bh q]h 8.1 定义材料 116 ~2 J!I^ J 8.2 创建轮廓 117 ? C6t Yd 8.3 定义布局设置 118 p<(b^{EX 8.4 创建线性波导 120 8/ CK(G 8.5 设置模拟参数 121 }}d, xI 8.6 预览介电常数分量 122 ]RI+:f 8.7 创建输入面 123 KN\tRE 8.8 运行各向异性BPM模拟 124 p}a0z ? 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127 I^gLiLUN*6 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128 wvEdZGO8! 9.2 定义布局设置 130 C.VU"= - 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130 kfs[* ku 9.4 编辑输入平面 132 Cfst)[j 9.5 设置模拟参数 134 Wtj* Z.=: 9.6 运行模拟 135 \hqjk:o 10 电光调制器 138 !='L `. 10.1 定义电解质材料 139 J@(69 & 10.2 定义电极材料 140 rIA br5CG 10.3 定义轮廓 141 G@6F<L~$1 10.4 绘制波导 144 6tBe,'* 10.5 绘制电极 147 N?mQ50o~C 10.6 静电模拟 149 yH',vC. 10.7 电光模拟 151 >B+!fi'SS> 11 折射率(RI)扫描 155 Uf\U~ wM< 11.1 定义材料和通道 155 qbD[<T 11.2 定义布局设置 157 D'\gy$9m1 11.3 绘制线性波导 160
m}sh (W5\ 11.4 插入输入面 160 pn
aSOyR 11.5 创建脚本 161 F+m;y 11.6 运行模拟 163 d`J~w/]
`\ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163 sk~inIj- 12 应用用户自定义扩散轮廓 165 ee
.,D 12.1 定义材料 165
N| 12.2 创建参考轮廓 166 a/lTQj]A 12.3 定义布局设置 166 t'bhA2 0Z\ 12.4 用户自定义轮廓 167 Xny{8Oo<1? 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170 7E\k97#G 13 马赫-泽德干涉仪开关 172 ;a~
e 13.1 定义材料 173 lw_PQ4Hp 13.2 创建钛扩散轮廓 173 sH+ 90|? 13.3 定义晶圆 174 h=MEQ-3jg 13.4 创建器件 175 Nu7lPEM 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177 cPPTGpqw 13.6 定义电极区域 178 9%^O-8! 后继 <4%vl+qW 有兴趣扫码加微联系 k[5:]5lp+
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