前 言
=lOdg3 #\a km,I75o. 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。
q4y sTm 2P( 6R.8;6 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。
.X](B~\ ! b CL/"OB 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。
Svl; Ul nd #owjB 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。
aT_%G&. "PePiW(i+ 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。
iz-B) ^8. o^8Z cN> 《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
fG_<HJS(~ ^(+@uu Bx 上海讯技光电科技有限公司
B{ hV|2 2021年4月
3 n3$? oV <To$Hb,NP 目 录
&y&pjo6v1 1 入门指南 4
f>zd,|)At 1.1 OptiBPM安装及说明 4
s^R$u"pFs 1.2 OptiBPM简介 5
8m M`v 1.3 光波导介绍 8
i* jnC> 1.4 快速入门 8
UpSa7F:Uw 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
> Hwf/Gf[ 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
pJo#7rxd6 2.2 定义布局设置 29
S[ 5OTwa8L 2.3 创建一个MMI耦合器 31
EL^j}P 2.4 插入input plane 35
ZE[NQ8 2.5 运行模拟 39
m`9P5[m#x> 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
C sX@u # 3 创建一个单弯曲器件 44
m}32ovp w 3.1 定义一个单弯曲器件 44
%{B4M#~ 3.2 定义布局设置 45
pqDlg 3.3 创建一个弧形波导 46
:/\KVz'fw} 3.4 插入入射面 49
j*_>/gi 3.5 选择输出数据文件 53
U]PsL3: 3.6 运行模拟 54
Wiqk C#N 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
5 D[`nU} 4 创建一个MMI星形耦合器 60
Ch'e'EmI 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
Z jn![ 4.2 定义布局设置 61
z Ek/#& 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
l<UA 0*t 4.4 插入输入面 62
X&gXhr#dL\ 4.5 运行模拟 63
BmF tRbR 4.6 预览最大值 65
<Q@{6 4.7 绘制波导 69
ZK`x(h{p) 4.8 指定输出波导的路径 69
bC,SE*F\ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
1[]V @P ^ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
Mi<}q@]e 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
S #C;"s e 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
')Qb,#/,% 5.1 定义波导材料 75
6Tg'9|g 5.2 定义布局设置 76
rU_FRk 5.3 创建波导 76
GXwQ
)P5] 5.4 修改输入平面 77
J:dNV <A^ 5.5 指定波导的路径 78
l:(?|1_ 5.6 运行模拟 79
\79 aG3MyK 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
"Xj>dB1~ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
-ze@~Z@ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
X=[`+= 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
tg;AF<VI 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
]//D d/L6 6.2 定义布局结构 89
ksV ^Y=] 6.3 绘制并定位波导 91
i)[~]D.EH8 6.4 生成布局脚本 95
N#8$pE 6.5 插入和编辑输入面 97
l-q. VY2 6.6 运行模拟 98
kYu"`_n} 6.7 修改布局脚本 100
*]e 9/f 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
vq RW^>~-B 7 应用预定义扩散过程 104
_) )--+cL 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
Eo Owu-{ 7.2 定义布局设置 106
bd yIt)tK+ 7.3 设计波导 107
\SA$:^zO 7.4 设置模拟参数 108
'_%`0p1 7.5 运行模拟 110
y 2@8? 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
%5/h ;4
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
|c:xK{Ik 7.8 添加一个新的轮廓 111
Os)}kkja 7.9 创建上方的线性波导 112
!;B^\
8{ 8 各向异性BPM 115
6@J)k V 8.1 定义材料 116
YvPs 8.2 创建轮廓 117
O^4K o} 8.3 定义布局设置 118
!;.nL-NQ 8.4 创建线性波导 120
Y -G;;~ 8.5 设置模拟参数 121
/@9 -D
4 8.6 预览介电常数分量 122
?OdJ t 8.7 创建输入面 123
Zl7m:b2M 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
k1_ 3\JO"6 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
Jc, { n* 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
[ FNA: 9.2 定义布局设置 130
BCw 0kq@ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
z=a{;1A 9.4 编辑输入平面 132
usO IbrQ 9.5 设置模拟参数 134
]y<<zQ_fhY 9.6 运行模拟 135
P*6&0\af| 10 电光调制器 138
Q~G>=J9 10.1 定义电解质材料 139
P[a\Q`}L 10.2 定义电极材料 140
'>"-e'1m( 10.3 定义轮廓 141
^r0mx{i & 10.4 绘制波导 144
( ZHEPN 10.5 绘制电极 147
&HYs^|ydrr 10.6 静电模拟 149
"P {T] 10.7 电光模拟 151
EFS 2 zU 11 折射率(RI)扫描 155
O)9{qU:[b 11.1 定义材料和通道 155
@M ]7',2" 11.2 定义布局设置 157
tJ@5E^'4 11.3 绘制线性波导 160
K;#9:
Z^+ 11.4 插入输入面 160
w|WehNGr 11.5 创建脚本 161
PV/S zfvIq 11.6 运行模拟 163
+)l6%QKcW 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
1U;p+k5c 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
{;XO ' 12.1 定义材料 165
m@^!?/as 12.2 创建参考轮廓 166
4^Ghn 12.3 定义布局设置 166
h` ,! p 12.4 用户自定义轮廓 167
Ae 3: " 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
7!-y 72qx 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
RNn5,W 13.1 定义材料 173
[_?dp aTt 13.2 创建钛扩散轮廓 173
-% Z?rn2 13.3 定义晶圆 174
'{xPdN 13.4 创建器件 175
nnPY8pdjSD 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
Ff @Cs0R 13.6 定义电极区域 178
?\NWK p 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
ULIpb 13.8 运行模拟 182
QL_9 a,R'r 13.9 创建脚本 184
cN\Fgbt 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
Z/hgr|&} 14.1 理论背景 186
hIv8A_>@` 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
^E(:nxQ6s 14.3 生成脚本数据 190
#0;ULZ99aH 14.4 导出散射数据 193
2RC|u?+@ 14.5 创建臂 194
wc#E:GJcK 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
y,QJy= ? 14.7 加载两个臂的文件 200
[:(^n0% 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
*eonXJYD
14.9 连接元件 202
zwa %$U 14.10 运行模拟 203
& KS*rHgt? 14.11 创建图以查看结果 204
vMB`TpZ 有兴趣扫码加微咨询
eAD uk!Iq
