前 言
Ri}JM3\J QkLcs6)R 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。
IV eA[qA0 T ( k:\z/ 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。
Zc*#LsQh.` Fl"LK:) 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。
-qLNs_
_k k9c`[M 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。
6'e 'UD B*^QTJ 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。
W#wC ): r'IR 《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
|Z$)t%' v{8r46Y~Z) 上海讯技光电科技有限公司
0 4oMgH>Vd 2021年4月
p vRa JqEo~]E] 目 录
"tj]mij2)G 1 入门指南 4
z Cu+Oi6 1.1 OptiBPM安装及说明 4
6']WOM# 1.2 OptiBPM简介 5
h9~oS/%: 1.3 光波导介绍 8
ytV4q U82G 1.4 快速入门 8
0_t9;;y : 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
mk6>}z* 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
u0$}VO5/a 2.2 定义布局设置 29
:;Npk9P(N 2.3 创建一个MMI耦合器 31
(&/~q:a> 2.4 插入input plane 35
v,US4C|^3i 2.5 运行模拟 39
0iz\<'
p 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
q-e3 ;$ 3 创建一个单弯曲器件 44
cQ0+kX< 3.1 定义一个单弯曲器件 44
Owh:(EJ"d 3.2 定义布局设置 45
2}5@: cwR+ 3.3 创建一个弧形波导 46
qf%p#+: B3 3.4 插入入射面 49
.;&4'ga4 3.5 选择输出数据文件 53
1\5po^Oioy 3.6 运行模拟 54
w}x&wWM 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
"h&[6-0' 4 创建一个MMI星形耦合器 60
^YEMR C 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
@~IZ%lEQsD 4.2 定义布局设置 61
jYW -}2L 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
Gk |T1% 4.4 插入输入面 62
Qr~yHFc1y 4.5 运行模拟 63
dAjm4F - 4.6 预览最大值 65
hP
jL 4.7 绘制波导 69
\ Zn~y--Z 4.8 指定输出波导的路径 69
3[%n@i4H| 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
) =|8%IrB 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
@%6"xnb ` 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
S#\Cyn2(t 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
+^%0/0e 5.1 定义波导材料 75
yuF\YOA9 5.2 定义布局设置 76
=Unu>p}2V 5.3 创建波导 76
8`q"] BQN 5.4 修改输入平面 77
M+L0 X$}NZ 5.5 指定波导的路径 78
RNX>I,2sh 5.6 运行模拟 79
u"kB`|| ( 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
?lIh&C8]X 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
8ZDWaq8^2N 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
w gZ6|)!0 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
gE6{R+sp 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
A)nE+ec1 6.2 定义布局结构 89
ymA8`k5>@ 6.3 绘制并定位波导 91
qkq^oHI 6.4 生成布局脚本 95
/qXP \ a 6.5 插入和编辑输入面 97
z-`4DlJU S 6.6 运行模拟 98
! Ee&e~" 6.7 修改布局脚本 100
6,skF^ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
[<#`@Kr 7 应用预定义扩散过程 104
6 yMaW
eT 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
BNbz{tbX" 7.2 定义布局设置 106
0JLQ.%_ 7.3 设计波导 107
*BQy$dfE 7.4 设置模拟参数 108
. Kk'N 7.5 运行模拟 110
7T=:dv 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
*G M.2``e 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
}/F9(m 7.8 添加一个新的轮廓 111
v$R7" 7.9 创建上方的线性波导 112
.IORvP-M& 8 各向异性BPM 115
%eE 6\f%g 8.1 定义材料 116
r7 *'s 8.2 创建轮廓 117
`AhTER 8.3 定义布局设置 118
WD#7Q&T(; 8.4 创建线性波导 120
\xOv 9( 8.5 设置模拟参数 121
HQrx9CXE 8.6 预览介电常数分量 122
R,W
w/D 8.7 创建输入面 123
~@ K!>j 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
N`5
mPE 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
A,%NdM;t=5 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
=2, iNn 9.2 定义布局设置 130
lkgB,cflpi 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
r h6m 9.4 编辑输入平面 132
-@`!p 9.5 设置模拟参数 134
lhJZPnx~ 9.6 运行模拟 135
bH_zWk 10 电光调制器 138
<0H^2ekd 10.1 定义电解质材料 139
g}*F"k 4j 10.2 定义电极材料 140
E% \Ohs7 10.3 定义轮廓 141
rFYw6&;vOi 10.4 绘制波导 144
a & tl@y1 10.5 绘制电极 147
b`DPf@p^kc 10.6 静电模拟 149
v,,Dz8!Ty 10.7 电光模拟 151
N
uq/y= 11 折射率(RI)扫描 155
9K_p4
mq 11.1 定义材料和通道 155
R}\n @ X* 11.2 定义布局设置 157
EB[B0e 7} 11.3 绘制线性波导 160
$oH?7sj 11.4 插入输入面 160
=^gZJ@ 11.5 创建脚本 161
F]^ZdJ2 11.6 运行模拟 163
NEX{vZkgw 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
SFa~j)9'n 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
C(5B/W6 12.1 定义材料 165
w:o,mzuXK 12.2 创建参考轮廓 166
2< Q3-|/i 12.3 定义布局设置 166
i 9w k) 12.4 用户自定义轮廓 167
ffS] %qa 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
BFMINq> 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
+`Ypc 13.1 定义材料 173
L:RMZp*bK 13.2 创建钛扩散轮廓 173
:<>=,`vQD 13.3 定义晶圆 174
H6]z9 8 13.4 创建器件 175
c *`= o( S 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
R(N5K4J 13.6 定义电极区域 178
fkK42*U@r 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
X\'+);Z 13.8 运行模拟 182
TClgywL 13.9 创建脚本 184
<GRrw 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
V<G=pP C'H 14.1 理论背景 186
AF-uTf 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
q~*> 14.3 生成脚本数据 190
P|4qbm4%O, 14.4 导出散射数据 193
gN/6%,H} 14.5 创建臂 194
5t ~p99#? 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
O %?d0K 14.7 加载两个臂的文件 200
<hSrx7o 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
QIZ bAnn_ 14.9 连接元件 202
W:
vw. 14.10 运行模拟 203
.3yxg}E>{ 14.11 创建图以查看结果 204
Ud[Zv?tA: 有兴趣扫码加微咨询
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