前 言
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%Xm< gEA SYIQ 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。
cNs'GfD } G
dgL}"*F 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。
.R9Z$Kbq U,
6iT 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
k4TWfl^}9 cs9^&N:w[ 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
eRauyL"Q+ r-2k<#^r 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
sE1cvAw9l 8% @| / 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
C*9X;+S0J "tK%]c d- 上海讯技光电科技有限公司
En5oi 2021年4月
%x)b Z=An 5~Y`ikwx L 目 录
f0<zK ! 1 入门指南 4
L74Mz]v 1.1 OptiBPM安装及说明 4
CS k]c9= 1.2 OptiBPM简介 5
[U\?+@E* 1.3 光波导介绍 8
c/{ FDN 1.4 快速入门 8
9g9 2eKS 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
W&z jb>0b0 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
*O?c~UJhhV 2.2 定义布局设置 29
GkIE;7#2kX 2.3 创建一个MMI耦合器 31
yNT d_XPL 2.4 插入input plane 35
%+7]/_JO& 2.5 运行模拟 39
/--p#G h' 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
9KSi-2?H 3 创建一个单弯曲器件 44
xad`-vw 3.1 定义一个单弯曲器件 44
@=J|%NO 3.2 定义布局设置 45
'<Z[e`/ 3.3 创建一个弧形波导 46
(IJNBJb 3.4 插入入射面 49
KKeMi@N 3.5 选择输出数据文件 53
Q YJ
EUC@ 3.6 运行模拟 54
0=d2_YzSf 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
1Pf(.&/9_ 4 创建一个MMI星形耦合器 60
49$P 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
7#8G n=g 4.2 定义布局设置 61
v=`yfCX-qX 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
lQA5HzC\ 4.4 插入输入面 62
I[Ra0Q>([k 4.5 运行模拟 63
5&Oc`5QD 4.6 预览最大值 65
$ /VQsb 4.7 绘制波导 69
:t?B) 4.8 指定输出波导的路径 69
HL)!p8UHJ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
,'#TdLe 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
qsj{0 Go 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
m 2H4V+M+ 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
f~IJ4T2#N 5.1 定义波导材料 75
lU
WXXuO] 5.2 定义布局设置 76
E&[5b4D@< 5.3 创建波导 76
_ 1"
ecaA 5.4 修改输入平面 77
ZbnAAbfKH 5.5 指定波导的路径 78
qY_qS=H^ 5.6 运行模拟 79
J0G@]H 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
TS<d? : 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
j0=6B 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
y@P%t 9l 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
+X? ErQm 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
igO>)XbsM 6.2 定义布局结构 89
9>}& d Q8 6.3 绘制并定位波导 91
x`CjFa E~F 6.4 生成布局脚本 95
|Q?h"5i"( 6.5 插入和编辑输入面 97
] 5Cr$%H= 6.6 运行模拟 98
j50vPV 8m 6.7 修改布局脚本 100
_k84 #E0 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
^$c#L1
C 7 应用预定义扩散过程 104
c{#2;k
Q, 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
H R>Y?B{ 7.2 定义布局设置 106
CK* * RZ 7.3 设计波导 107
L3&Ys3-h 7.4 设置模拟参数 108
C Ey\1D 7.5 运行模拟 110
1 $E(8"l 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
d\z 6Ob"t 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
ttP7-y 7.8 添加一个新的轮廓 111
/Vlc8G 7.9 创建上方的线性波导 112
1ni+)p >] 8 各向异性BPM 115
K;K0D@>]HR 8.1 定义材料 116
;Iu _*U9) 8.2 创建轮廓 117
0 b& # w 8.3 定义布局设置 118
Pwh}hG1s a 8.4 创建线性波导 120
dwj?; 8.5 设置模拟参数 121
*7m lH 8.6 预览介电常数分量 122
<T 2O^ 8.7 创建输入面 123
2a d|v] 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
0B6!$) *-i 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
o | $D| E 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
d)%WaM%V 9.2 定义布局设置 130
+{UY9_~\3 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
r" H::A 9.4 编辑输入平面 132
;QI9 OcE@/ 9.5 设置模拟参数 134
mxNd 9.6 运行模拟 135
*^>"
h@J 10 电光调制器 138
Rv1W &s& 10.1 定义电解质材料 139
T"wg/m T 10.2 定义电极材料 140
U}92%W? 10.3 定义轮廓 141
2>z YJqG| 10.4 绘制波导 144
.7iRV 10.5 绘制电极 147
H oI6(t 10.6 静电模拟 149
:!gNOR6Lh 10.7 电光模拟 151
/t5)& 11 折射率(RI)扫描 155
|Xt G9A> 11.1 定义材料和通道 155
bWSN]]e1# 11.2 定义布局设置 157
>oh Cz@~ 11.3 绘制线性波导 160
ay"jWL- 11.4 插入输入面 160
@ @[xTyA 11.5 创建脚本 161
x&B&lFmo 8 11.6 运行模拟 163
Ni ~IY#
' 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
G
e ;67 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
m8n) sw,, 12.1 定义材料 165
:Cq73:1\B 12.2 创建参考轮廓 166
Okq,p=D6 12.3 定义布局设置 166
)O'LE&kQ| 12.4 用户自定义轮廓 167
hSehJjEoM 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
-()WTdIy 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
96WzgHPWo 13.1 定义材料 173
.Fb#j+Lq 13.2 创建钛扩散轮廓 173
7# AIX], 13.3 定义晶圆 174
pcMzLMG< 13.4 创建器件 175
s'H sLe0| 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
Emlj,c<?j 13.6 定义电极区域 178
j>8DaEfwx 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
}*fBHzNN 13.8 运行模拟 182
sn" ((BsO< 13.9 创建脚本 184
yan^\)HZ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
tYA@J[" ^ 14.1 理论背景 186
t]K20(FSN 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
"'4 14.3 生成脚本数据 190
!Asncc G 14.4 导出散射数据 193
U[C>Aoze 14.5 创建臂 194
20Zxv! 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
/HIyQW\Ki- 14.7 加载两个臂的文件 200
J[lC$X[ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
$dfc@Fn^x 14.9 连接元件 202
!y_FbJ8KC 14.10 运行模拟 203
Po ?M TA 14.11 创建图以查看结果 204
, gV#x7IW 有兴趣扫码加微咨询
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