前 言
eaxp(VX?oy R}-<Z Je 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。
>
v~?Vd( }RvP*i 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。
%;r0,lN|II 9"H]zfW 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。
dSkW[r9Z%l =V@5W[bV 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。
-$[o:dLO i.e1?Zk1 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。
[Ie;Jd>gG Z7X_U` Q 《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
[JY 1| N w)hH8jx{ 上海讯技光电科技有限公司
GuV.7&!x 2021年4月
k yFq Whd2mKwiO 目 录
4[ 7) $ 1 入门指南 4
'w8k*@cQ 1.1 OptiBPM安装及说明 4
[a<u cJ 1.2 OptiBPM简介 5
#xMl< 1.3 光波导介绍 8
SGd[cA
K o 1.4 快速入门 8
7( &\)qf=n 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
[LQD]# 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
a}Dx"zl; 2.2 定义布局设置 29
?4kM5NtP 2.3 创建一个MMI耦合器 31
Y'YvVI 2.4 插入input plane 35
)e$}sw{t 2.5 运行模拟 39
oM&}akPE 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
5p. vo"7 3 创建一个单弯曲器件 44
K|q5s]4I 3.1 定义一个单弯曲器件 44
R<J1bH1n3 3.2 定义布局设置 45
]>33sb
S6 3.3 创建一个弧形波导 46
F.s*^}L[ 3.4 插入入射面 49
o~vUqj?BA 3.5 选择输出数据文件 53
9\_^"5l 3.6 运行模拟 54
_NfdJ=[Xh 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
}-ly'4=l 4 创建一个MMI星形耦合器 60
{xFgPtCM 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
5@Y rtZI 4.2 定义布局设置 61
oV)#s! 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
x.+ r.cAXH 4.4 插入输入面 62
< )dq v0= 4.5 运行模拟 63
LRJY63A 4.6 预览最大值 65
|L@&plyB- 4.7 绘制波导 69
|4J ;s7us 4.8 指定输出波导的路径 69
(Q_J{[ F 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
i;u#<y{E 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
qSg#:;(O 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
>tmv3_<= 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
S~~G0GiW 5.1 定义波导材料 75
^~3u|u 5.2 定义布局设置 76
;.O#|Z[ 5.3 创建波导 76
ju jhK'\ 5.4 修改输入平面 77
v0D~zV"<y 5.5 指定波导的路径 78
S2TyNZbQ 5.6 运行模拟 79
}#u.Of`6" 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
@>r3=s.Q 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
DLigpid 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
@O!BQ^'hk# 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
~HFqAOr 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
Ihd{ @6m 6.2 定义布局结构 89
{D c{e5K 6.3 绘制并定位波导 91
eHQS\n 6.4 生成布局脚本 95
k10g %K4g 6.5 插入和编辑输入面 97
88@" +2 6.6 运行模拟 98
v%l dg833l 6.7 修改布局脚本 100
?06+"Z 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
ftr8~*]O 7 应用预定义扩散过程 104
CAbeb+O 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
4Bn
<L&@/ 7.2 定义布局设置 106
Ft<6`C 7.3 设计波导 107
CF LWo1 7.4 设置模拟参数 108
~t>i+{J KE 7.5 运行模拟 110
!-cO 0c ! 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
F}f/cG<X 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
ii3{HJ*C 7.8 添加一个新的轮廓 111
agbG) t0 7.9 创建上方的线性波导 112
g< F7UA 8 各向异性BPM 115
\>DMN # 8.1 定义材料 116
^&!S nM 8.2 创建轮廓 117
ajy +%sXf= 8.3 定义布局设置 118
4x2
;@Pd 8.4 创建线性波导 120
S'h{["P~
0 8.5 设置模拟参数 121
KW&vX%i(. 8.6 预览介电常数分量 122
|7pi9 8.7 创建输入面 123
\l_U+d,qq 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
qg`8f? 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
^Fn~@' 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
aqw;T\GI+~ 9.2 定义布局设置 130
8l50@c4UF~ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
5x2m ]u 9.4 编辑输入平面 132
]8m_ +:`= 9.5 设置模拟参数 134
RT`jWWh*Lo 9.6 运行模拟 135
^$D2fS 10 电光调制器 138
h1(GzL%i_ 10.1 定义电解质材料 139
)y .1}R2[ 10.2 定义电极材料 140
<`f~Z|/-_( 10.3 定义轮廓 141
fF|m~#y 10.4 绘制波导 144
1MPn{#F f 10.5 绘制电极 147
z6Xn9 10.6 静电模拟 149
GyVRe]<>B 10.7 电光模拟 151
8fH. E 11 折射率(RI)扫描 155
A.v'ws+VDP 11.1 定义材料和通道 155
>.76<f ni 11.2 定义布局设置 157
oIJ.Tv@N( 11.3 绘制线性波导 160
Mb1K:U
11.4 插入输入面 160
PCcI(b>?l 11.5 创建脚本 161
J ;|i6q q 11.6 运行模拟 163
ju8DmC5 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
>T)#KQ1t 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
0sR +@\ 12.1 定义材料 165
'KU)]v 12.2 创建参考轮廓 166
r Ihe} 1 12.3 定义布局设置 166
/7o{%~O 12.4 用户自定义轮廓 167
Jg2*$gL;_ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
mC,: .d 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
EQvZ(-_;4 13.1 定义材料 173
t*Xo@KA 13.2 创建钛扩散轮廓 173
8wX|hK!Gz 13.3 定义晶圆 174
DOa%|H'P 13.4 创建器件 175
%
k}+t3aF 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
b-"kclK 13.6 定义电极区域 178
OngUZMgdb 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
5/ f"dX 13.8 运行模拟 182
<0M 2qt8 13.9 创建脚本 184
"c2{ n, 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
"Ei' FM 14.1 理论背景 186
i uGly~ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
.271at#- 14.3 生成脚本数据 190
Tg;1;XM% 14.4 导出散射数据 193
g4U`Qf3 14.5 创建臂 194
LV6BSQyQ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
d"#& VlKcv 14.7 加载两个臂的文件 200
W02t6 DW 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
- h`[w: 14.9 连接元件 202
O ,Sqh$6U 14.10 运行模拟 203
KrzIL[;2 o 14.11 创建图以查看结果 204
D3 .$Vl,. 有兴趣扫码加微咨询
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