前 言
z$W L x d$jwh(Ivs 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。
!|up"T I SiUu**zC 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。
*mV g_Kl s M*ay,v; 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。
x Ek8oc r *]pL< 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。
3 y e Lm=;Y6'`N 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。
r5Tdp)S X.#)CB0c1Q 《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
U2A
82;Z y;uR@{ 上海讯技光电科技有限公司
8'HS$J;C 2021年4月
V*{rHp{=p Yu>DgMW 目 录
fj)) Hnt(| 1 入门指南 4
:Ys~Lt54 1.1 OptiBPM安装及说明 4
2Jio _Hk 1.2 OptiBPM简介 5
?UZt3 0|1 1.3 光波导介绍 8
G %6P`: 1.4 快速入门 8
2h'Wu
qO 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
Iz5NA0[= 2 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
>
:IWRc2 2.2 定义布局设置 29
9MYk5q.X: 2.3 创建一个MMI耦合器 31
z.!N|"4yr 2.4 插入input plane 35
hU8Y&R)=9 2.5 运行模拟 39
s:Ml\['x 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
m&Mupl 3 创建一个单弯曲器件 44
7l=;I % 3.1 定义一个单弯曲器件 44
w_xc a( 3.2 定义布局设置 45
AQg|lKv 3.3 创建一个弧形波导 46
^k ;]"NR 3.4 插入入射面 49
DS<1"4 b| 3.5 选择输出数据文件 53
Ve3z5d:^ 3.6 运行模拟 54
C/Khp + 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
rNii,_ 4 创建一个MMI星形耦合器 60
:x)H!z
P 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
H<Oo./8+ 4.2 定义布局设置 61
t? W}=%M[ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
DH-M|~.sf^ 4.4 插入输入面 62
$(aq;DR 4.5 运行模拟 63
//U1mDFT 4.6 预览最大值 65
6<._^hy q 4.7 绘制波导 69
a>'ez0C 4.8 指定输出波导的路径 69
["Ltqgx 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
* x/!i^ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
//q(v,D%Q 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
L>1hiD& 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
z1PwupXt1 5.1 定义波导材料 75
amu;grH 5.2 定义布局设置 76
!Rn6x
$_ 5.3 创建波导 76
*1b|j|5v 5.4 修改输入平面 77
Az`Aa0h]7 5.5 指定波导的路径 78
T{k
P9
4 5.6 运行模拟 79
MzJCiX ^ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
oJz2-P mX 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
hmO2s/~ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
/ (&E 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
}}AIpYp,P 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
`@~e<s`j 6.2 定义布局结构 89
E.oJ [; 6.3 绘制并定位波导 91
{ez $kz 6.4 生成布局脚本 95
&S,D;uhF 6.5 插入和编辑输入面 97
Jz}nV1G(jz 6.6 运行模拟 98
$MQ}+ *Wr 6.7 修改布局脚本 100
Ps!Mpd cL3 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
B0fOAP1 7 应用预定义扩散过程 104
KA5)]UF`l 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
J D\tt- 7.2 定义布局设置 106
m1"m K M 7.3 设计波导 107
LKIMT 7.4 设置模拟参数 108
=)[m[@,c 7.5 运行模拟 110
:C~Ar] 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
^SdF\uk{?6 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
9u B?-. 7.8 添加一个新的轮廓 111
pP. _%5 7.9 创建上方的线性波导 112
Z' z)Oo 8 各向异性BPM 115
U
v2.Jo/Q 8.1 定义材料 116
` ONjEl 8.2 创建轮廓 117
m&.LJ*uM\K 8.3 定义布局设置 118
X 'S s#s>g 8.4 创建线性波导 120
8+zW:0"[ 8.5 设置模拟参数 121
b\k]Jx 8.6 预览介电常数分量 122
P6:9o}K6 8.7 创建输入面 123
51#*8u+L 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
SK<R k 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
BQ@7^E[ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
*LT~:Gs# 9.2 定义布局设置 130
7=G 2sOC 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
?bTfQH
vX 9.4 编辑输入平面 132
? YhDjQs 9.5 设置模拟参数 134
*FS8]!Qg 9.6 运行模拟 135
6#=jF[ 10 电光调制器 138
H?$dnwR 10.1 定义电解质材料 139
wwUI ;g 10.2 定义电极材料 140
o2 /:e 10.3 定义轮廓 141
th?+TNb^ 10.4 绘制波导 144
q6
CrUn 10.5 绘制电极 147
L 4By5) 10.6 静电模拟 149
'\:4Ijp<" 10.7 电光模拟 151
i Ha?b2=) 11 折射率(RI)扫描 155
xQoZ[ 11.1 定义材料和通道 155
Ltlp9 S 11.2 定义布局设置 157
nL@'??I1 11.3 绘制线性波导 160
5{ c;I<0 11.4 插入输入面 160
cc@W
6W 11.5 创建脚本 161
|;ztK[( 11.6 运行模拟 163
TCr4-"`r-{ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
Ln"wj O , 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
S SK}'LQ 12.1 定义材料 165
d?,'$$ aB 12.2 创建参考轮廓 166
!3Q0Ahf 12.3 定义布局设置 166
c[ dSO(= 12.4 用户自定义轮廓 167
N5Js.j>z 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
/K=OsMl2b8 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
Y:^hd809 13.1 定义材料 173
(q)}`1d' 13.2 创建钛扩散轮廓 173
8 Rx@ _ 13.3 定义晶圆 174
E^F"$Z" N 13.4 创建器件 175
Z
3BwbH 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
<Ap_# 13.6 定义电极区域 178
3I)~;>meo 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
bI):-2&s} 13.8 运行模拟 182
pUIN`ya[[ 13.9 创建脚本 184
,jU>V]YC 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
lqDCK&g$E# 14.1 理论背景 186
7?P'f3)fG 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
727#7Bo 14.3 生成脚本数据 190
K'A+V 14.4 导出散射数据 193
W .a>K$ 14.5 创建臂 194
^y<^hKjV 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
L/k35 x8 14.7 加载两个臂的文件 200
jqUVERbc 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
<Q[%:LD 14.9 连接元件 202
` 3TR` ,= 14.10 运行模拟 203
!:{Qbv &T 14.11 创建图以查看结果 204
Wu>]R'C 有兴趣扫码加微咨询
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