前 言
jR }h3! D@>P%k$$s> 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_8y, } I; =IYrN 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。
K&D
-1u
&,{cm^* 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。
g3e\'B' k-b_
<Tbo| 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。
_d
A-{ VqVP5nT'= 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。
EOVHTDkKf Vy-H3BR 《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
0O!%NL[, eZI&d;i 上海讯技光电科技有限公司
<4rF3 aB- 2021年4月
E88_15'3 D qGl+KI 目 录
0 (@8 1 入门指南 4
rQj.W6w= 1.1 OptiBPM安装及说明 4
- FA# hUK$ 1.2 OptiBPM简介 5
Il~ph9{JH 1.3 光波导介绍 8
pjIXZ= 1.4 快速入门 8
VP0wa>50! 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
?!Rl p/ 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
i. ` S0 2.2 定义布局设置 29
D
GOc! 2.3 创建一个MMI耦合器 31
fVb&=%e 2.4 插入input plane 35
)I.[@#- 2.5 运行模拟 39
9p>3k&S 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
[AE]0cO@ 3 创建一个单弯曲器件 44
6>Lr 3.1 定义一个单弯曲器件 44
9t7_7{Q+; 3.2 定义布局设置 45
VSms hld 3.3 创建一个弧形波导 46
-;Cl0O% 3.4 插入入射面 49
kp xd+w 3.5 选择输出数据文件 53
Ct$e`H!; 3.6 运行模拟 54
rguC#Xt!4 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
Hd2Sou4-j 4 创建一个MMI星形耦合器 60
D-E30b]e 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
]/bf#&@g`k 4.2 定义布局设置 61
y?CEV-3+ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
c< pr1g 4.4 插入输入面 62
A5y?| q>5 4.5 运行模拟 63
#*}4 = 4.6 预览最大值 65
'WxcA)z0cQ 4.7 绘制波导 69
{j ${i 4.8 指定输出波导的路径 69
#RlI([f|& 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
v)okVyv 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
3MNo&0M9 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
3~a!h3.f 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
\Ao M'+ 5.1 定义波导材料 75
xh_6@}D2J 5.2 定义布局设置 76
+\\,FO_ 5.3 创建波导 76
|v[{k>7f 5.4 修改输入平面 77
h+t{z"Ic= 5.5 指定波导的路径 78
|a3)U%rUEQ 5.6 运行模拟 79
pWw aN4 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
$-jj%x\} 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
M=`F $ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
(NSc G[$} 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
EoIP#Cnd1 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
>9uDY+70I3 6.2 定义布局结构 89
9~
K 1+%! 6.3 绘制并定位波导 91
Q$iv27 6.4 生成布局脚本 95
T&w3IKb|} 6.5 插入和编辑输入面 97
X<#Q~" 6.6 运行模拟 98
&>*f J 6.7 修改布局脚本 100
^r}^- 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
}yK_2zak5i 7 应用预定义扩散过程 104
-9.S?N'T>; 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
q 1Rk'k4+ 7.2 定义布局设置 106
$*9h\W-)`Q 7.3 设计波导 107
'7u#uL,pa1 7.4 设置模拟参数 108
m9wV#Ldu 7.5 运行模拟 110
|Y0BnyGK 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
aq oT 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
@&83 /U? 7.8 添加一个新的轮廓 111
VbKky1a@ 7.9 创建上方的线性波导 112
Ac^}wXp 8 各向异性BPM 115
`k
a!`nfo 8.1 定义材料 116
1Xu\Tm\Ux 8.2 创建轮廓 117
) e;)9~ 8.3 定义布局设置 118
fS w00F{T 8.4 创建线性波导 120
Q<;f-9q @ 8.5 设置模拟参数 121
8ooj) 8.6 预览介电常数分量 122
6AUXYbK, 8.7 创建输入面 123
CLdLO u" 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
]uWx<aD B 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
z X2BJ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
T&tC Xi 9.2 定义布局设置 130
(SkI9[1\@3 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
&t5pJ`$(Cy 9.4 编辑输入平面 132
600-e ;p 9.5 设置模拟参数 134
4u"V52 9.6 运行模拟 135
c03A_2% 10 电光调制器 138
[8^j wnAYS 10.1 定义电解质材料 139
Y"K7$+5#\ 10.2 定义电极材料 140
iRPt0?$ 10.3 定义轮廓 141
L/" u,~[ 10.4 绘制波导 144
n^UrHHOL 10.5 绘制电极 147
>C*q
10.6 静电模拟 149
,}=x8Xxr 10.7 电光模拟 151
_E{SGbCCi 11 折射率(RI)扫描 155
|GA4fFE= 11.1 定义材料和通道 155
7M<7^)9 11.2 定义布局设置 157
: N> 5{ 11.3 绘制线性波导 160
;k9s@e#a 11.4 插入输入面 160
- 9UQs.Nv 11.5 创建脚本 161
B=(m;A#G 11.6 运行模拟 163
s~6?p%
2] 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
\(cu<{=rU 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
ujXC#r& 12.1 定义材料 165
L @ _IGH 12.2 创建参考轮廓 166
bO>Mvf 12.3 定义布局设置 166
=SRp 12.4 用户自定义轮廓 167
S "!nM]2L 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
([qw#!;w; 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
#6 e 13.1 定义材料 173
#c5G"^)z 13.2 创建钛扩散轮廓 173
^}ngb Dn 13.3 定义晶圆 174
)U6T]1 13.4 创建器件 175
JcvWE
$ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
[@eNb^ R 13.6 定义电极区域 178
</5uB'
B ^ 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
w[^s) 1 13.8 运行模拟 182
NJ/6_e 13.9 创建脚本 184
yxf|Njo0 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
u `1cXL[' 14.1 理论背景 186
5s ao+dZ"| 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
Eyxw.,rB/ 14.3 生成脚本数据 190
Egi<m 14.4 导出散射数据 193
JpvE c!cli 14.5 创建臂 194
w6F4o;<PR 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
;_@u@$=~ 14.7 加载两个臂的文件 200
1[
ME/r 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
* 8CI'UX 14.9 连接元件 202
6#MIt:# 14.10 运行模拟 203
/[#<@o 14.11 创建图以查看结果 204
Ko]A}v\] 有兴趣扫码加微咨询
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