前 言
M h 2Zj `-.6;T}2U 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。
pD!j#suMA U IkO_/} 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。
*'*,mfk[ `An p;el 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。
@?jbah# $:yIe.F 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
V|TD+7.`QB nIZsKbnw 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
=w3 cF)& }mo)OyIX 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
!ALq?u >@h#'[ z,d 上海讯技光电科技有限公司
u_}UU
2 2021年4月
},{sJ0To +,g!xv4Q 目 录
k(M"k!M 1 入门指南 4
LLFQ5py{ 1.1 OptiBPM安装及说明 4
oWx^_wQ-= 1.2 OptiBPM简介 5
;<*%BtD? 1.3 光波导介绍 8
B6j/"x6N15 1.4 快速入门 8
oVr:ZwkG3 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
PI@?I&Bo 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
<(_ Tanx9Q 2.2 定义布局设置 29
IEd?-L 2.3 创建一个MMI耦合器 31
K ,6{c^qf 2.4 插入input plane 35
3ZbqZ"rE 2.5 运行模拟 39
ArjRoXDE 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
a*t @k*d_ 3 创建一个单弯曲器件 44
/bn$@Cy@ 3.1 定义一个单弯曲器件 44
F vTswM> 3.2 定义布局设置 45
cNikLd~?A 3.3 创建一个弧形波导 46
RUq[HxF)
6 3.4 插入入射面 49
j;qV+Rq]t 3.5 选择输出数据文件 53
Ly/ 3.6 运行模拟 54
]t~'wL #Z 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
0>46ZzxUZ 4 创建一个MMI星形耦合器 60
r,3\32[? 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
Vc6
>i|"-O 4.2 定义布局设置 61
fq4uiFi< 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
I5Ty@J # 4.4 插入输入面 62
:0ltq><? 4.5 运行模拟 63
,)N/2M\B- 4.6 预览最大值 65
o bN8+ j 4.7 绘制波导 69
`DE_ <l 4.8 指定输出波导的路径 69
CbXS JDs 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
x3(
->?)D 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
H}lz _#Z 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
"',;pGg|K 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
Jamt @= 5.1 定义波导材料 75
EiaP1o 5.2 定义布局设置 76
"Bwmq9Jq 5.3 创建波导 76
'r(g5H1}gi 5.4 修改输入平面 77
a@Zolz_Z 5.5 指定波导的路径 78
*_d N 9 5.6 运行模拟 79
#z70:-`.[M 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
H+5+;`; 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
j6};K ~N` 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
WMW=RgiW\ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
0rQ r#0 ` 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
S>p0{:zM 6.2 定义布局结构 89
sP}u zS 6.3 绘制并定位波导 91
4 \nG Wi{2 6.4 生成布局脚本 95
\YFM5l;IU 6.5 插入和编辑输入面 97
LE)$_i8gX 6.6 运行模拟 98
C@[U: \ 6.7 修改布局脚本 100
fP6 . 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
|H]0pbC)w 7 应用预定义扩散过程 104
3Agyp89}Q 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
L Ee{fc?{ 7.2 定义布局设置 106
Ryygq,>VD. 7.3 设计波导 107
A|]#b? - 7.4 设置模拟参数 108
_~D#?cFY6 7.5 运行模拟 110
-rjQ^ze 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
Jf0i$ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
e ky1} 7.8 添加一个新的轮廓 111
l!KPgRw 7.9 创建上方的线性波导 112
)v11j.D 8 各向异性BPM 115
G<$8g-O;D 8.1 定义材料 116
9:GP~oI j 8.2 创建轮廓 117
Qca3{| r` 8.3 定义布局设置 118
Fq!_ VF^r 8.4 创建线性波导 120
^ u#iz 8.5 设置模拟参数 121
LXsZk|IhM 8.6 预览介电常数分量 122
].5q,A] 8.7 创建输入面 123
`u
R`O9)e 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
aG]^8`~>' 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
( ;^>G[ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
=yM%#{t&W 9.2 定义布局设置 130
O:a=94 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
L,
#| W 9.4 编辑输入平面 132
<%`Rku 9.5 设置模拟参数 134
,nCvA%B! 9.6 运行模拟 135
u??ti
OK{ 10 电光调制器 138
~(yW#'G 10.1 定义电解质材料 139
6O.kKhk 10.2 定义电极材料 140
Ctn? O~u 10.3 定义轮廓 141
e= s85! 10.4 绘制波导 144
XJKns 10.5 绘制电极 147
WHOX<YJs 10.6 静电模拟 149
md?
cvGDE 10.7 电光模拟 151
sWMl n:= 11 折射率(RI)扫描 155
'1xhP}'3) 11.1 定义材料和通道 155
?G!~& 11.2 定义布局设置 157
C2\WvE%! 11.3 绘制线性波导 160
XGbp H< 11.4 插入输入面 160
o1?-+P/ 11.5 创建脚本 161
?*yB&(a:8 11.6 运行模拟 163
7:Rt) EE2 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
C984Ee 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
0!KYi_3 12.1 定义材料 165
I1l^0@J 12.2 创建参考轮廓 166
98O]tL+k/u 12.3 定义布局设置 166
*5*#Z~dut8 12.4 用户自定义轮廓 167
9E8&~y 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
rIYO (}Fl 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
k9<UDg_ Y 13.1 定义材料 173
6&0G'PMf 13.2 创建钛扩散轮廓 173
[hpkE lE 13.3 定义晶圆 174
6OAE AIh 13.4 创建器件 175
V9qA'k 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
nnN$?'%~6 13.6 定义电极区域 178
TF5jTpGq 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
JC->
eY"O2 13.8 运行模拟 182
]jn1T^D' 13.9 创建脚本 184
S@S4<R1{\ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
-y|']I^ & 14.1 理论背景 186
^G o,HiB 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
5/i/.
0?n 14.3 生成脚本数据 190
T0"nzukd 14.4 导出散射数据 193
v_pe=LC{-e 14.5 创建臂 194
/]j{P4 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
)?{!7/H F@ 14.7 加载两个臂的文件 200
rPyjr(I"_ 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
0vX6n6G} 14.9 连接元件 202
eyp_.1C~ 14.10 运行模拟 203
&z5?]`ALu 14.11 创建图以查看结果 204
i>[xN[U( 有兴趣扫码加微咨询
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