前 言
Q=PaTh
jcq(=7j 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。
:R_{tQ-WG fy_'K}i3k 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。
:WA o{|& bk6$+T=> 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
M8cLh!! 1v2wP2]|; 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
m\Tq0cT$ (sqS(xIY 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。
/WHhwMc! =l7LEkR 《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
C4 Wd t G=nFs) z 上海讯技光电科技有限公司
M0]l!x#7 2021年4月
29qQ3M? W^=89I4] 目 录
$}KYpSV 1 入门指南 4
2OT6*+D 1.1 OptiBPM安装及说明 4
e#nTp b 1.2 OptiBPM简介 5
+:'Po.{" 1.3 光波导介绍 8
C>K/C!5? 1.4 快速入门 8
rXm!3E6JL 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
wd#AA#J; * 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
<}mT[;:" 2.2 定义布局设置 29
]oya<C 6pR 2.3 创建一个MMI耦合器 31
zf o.S[R@ 2.4 插入input plane 35
Y}?@Pm drz 2.5 运行模拟 39
FBY~Z$o0. 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
w5*18L=O\ 3 创建一个单弯曲器件 44
teB {GR 3.1 定义一个单弯曲器件 44
^_=0.:QaW 3.2 定义布局设置 45
njq-iU 3.3 创建一个弧形波导 46
sQ)4kF&, 3.4 插入入射面 49
I9Sh~vTm=u 3.5 选择输出数据文件 53
% qE#^ U 3.6 运行模拟 54
ffB]4 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
GecXM Aa:2 4 创建一个MMI星形耦合器 60
&&y@/<t 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
>b$<lo 4.2 定义布局设置 61
<bjy<98LT 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
hy]AH)?pR 4.4 插入输入面 62
/Z @.;M 4.5 运行模拟 63
*ap#*}r!Nk 4.6 预览最大值 65
n => Gu9` 4.7 绘制波导 69
eS.]@ E-T 4.8 指定输出波导的路径 69
mY
AFruN 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
6h,'#|:d 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
NkJ^ecn%) 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
'9[_ w$~( 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
(\ I =v". 5.1 定义波导材料 75
0jzA\ $oD 5.2 定义布局设置 76
e=R}
4` 5.3 创建波导 76
:Aa^afjJw 5.4 修改输入平面 77
6\Z^L1973 5.5 指定波导的路径 78
}dR *bG 5.6 运行模拟 79
ri^yal<' 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
Lg nGqIlx 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
Lf:Z
(Z> 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
0x & ^{P~ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
PaZYs~EO
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
Iymz 2 6.2 定义布局结构 89
#Nd +X@j 6.3 绘制并定位波导 91
C,]Ec2 6.4 生成布局脚本 95
'
#mC4\<W8 6.5 插入和编辑输入面 97
M@K[i*e 6.6 运行模拟 98
NAU<?q<) 6.7 修改布局脚本 100
p~b$+8#+ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
\*N1i`99 7 应用预定义扩散过程 104
o MA K[$k; 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
QezK&iJg 7.2 定义布局设置 106
:R n9rdX 7.3 设计波导 107
QM]^@2rK2 7.4 设置模拟参数 108
{HU48v"W 7.5 运行模拟 110
TGLXv P&
\ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
f1{ckHAY55 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
# 9t/j`{ 7.8 添加一个新的轮廓 111
gkdjH8(2 7.9 创建上方的线性波导 112
FdqUv% (Em 8 各向异性BPM 115
8HOmWQS 8.1 定义材料 116
IW#(ICeb 8.2 创建轮廓 117
x'qgpG}?] 8.3 定义布局设置 118
O?!"15 8.4 创建线性波导 120
ep! .kA=\ 8.5 设置模拟参数 121
<gy'@w? 8.6 预览介电常数分量 122
|H 4'*NP" 8.7 创建输入面 123
U&XoT-p$L 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
KOQTvJ_# 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
S@#L!sT`u 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
|(< L!6 9.2 定义布局设置 130
9wC; m : 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
8\9EDgT 9.4 编辑输入平面 132
j$^]WRt 9.5 设置模拟参数 134
2$91+N*w9 9.6 运行模拟 135
vn <S " 10 电光调制器 138
:]s] =q&] 10.1 定义电解质材料 139
AL0Rn e N 10.2 定义电极材料 140
Ml Z`g ,{ 10.3 定义轮廓 141
k Wd'gftQ 10.4 绘制波导 144
S(6ZX>wv: 10.5 绘制电极 147
-,dQ&Qf? 10.6 静电模拟 149
1|VJN D 10.7 电光模拟 151
66*o2D\Q*G 11 折射率(RI)扫描 155
kXr%73s 11.1 定义材料和通道 155
Nt8( 11.2 定义布局设置 157
^n/uY94E)p 11.3 绘制线性波导 160
0 *\=Q$Yy 11.4 插入输入面 160
c 0 |p34 11.5 创建脚本 161
z@i4dC 11.6 运行模拟 163
d
eg>m?Y 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
b nGA. b 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
J%)2,szn0 12.1 定义材料 165
o[# a}5Y 12.2 创建参考轮廓 166
o__q)"^~- 12.3 定义布局设置 166
{ 76! 12.4 用户自定义轮廓 167
oK6lCGM5 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
/ Hmo!"W` 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
M lFvDy 13.1 定义材料 173
%j@FZ
)a[ 13.2 创建钛扩散轮廓 173
7&4,',0VL 13.3 定义晶圆 174
3U)8P6Fz 13.4 创建器件 175
(Y( [^N q 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
+0Gep}&z. 13.6 定义电极区域 178
P c'?p 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
gEP
E9ew 13.8 运行模拟 182
]aNnY?qW5 13.9 创建脚本 184
UD {/L"GG 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
J|-HZ-Wk|J 14.1 理论背景 186
7VcVI? ? 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
Q\L5ZJ%y/ 14.3 生成脚本数据 190
}=a4uCE 14.4 导出散射数据 193
^A`( 14.5 创建臂 194
;Oy>-Ij5P 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
/ JB4 #i7 14.7 加载两个臂的文件 200
f h#_Mj+y 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
LltguNM$ 14.9 连接元件 202
K*$#D1 hG 14.10 运行模拟 203
Wg^cj:&`u 14.11 创建图以查看结果 204
RWFf-VA? 有兴趣扫码加微咨询
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