前 言
J+qcA} z[]8"C= 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。
2))p B/ is{H >#+" 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。
|1m2h]];Q !Ic~_7" 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。
}t1 J`+x% o^x,JT 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。
rKr\Qy+q A3Vj3em 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。
H `_{n< _Hv@bIL' 《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
{fn1sGA C=DC g 上海讯技光电科技有限公司
rG'W#!^* 2021年4月
|N5|B Q(y$ vgKdhN2kI 目 录
bqQR"; 1 入门指南 4
v(Q-RR 1.1 OptiBPM安装及说明 4
69zM WuY 1.2 OptiBPM简介 5
b25C[C5C 1.3 光波导介绍 8
v3r<kNW_ 1.4 快速入门 8
'CvV Ktk 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
`q7X(x 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
knRs{1}Pw{ 2.2 定义布局设置 29
;sY n=r 2.3 创建一个MMI耦合器 31
[f`7+RHrd 2.4 插入input plane 35
k 1HCPj 2.5 运行模拟 39
q) y<\cEO 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
P"Y 7N?\]( 3 创建一个单弯曲器件 44
'H'R6<z5 3.1 定义一个单弯曲器件 44
G g{M 3.2 定义布局设置 45
+\25ynM 3.3 创建一个弧形波导 46
Ji0FHa_ 3.4 插入入射面 49
] U.*KkQ 3.5 选择输出数据文件 53
US] I[Y6V 3.6 运行模拟 54
@}_Wl<kn 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
--F6n/> 4 创建一个MMI星形耦合器 60
`'b2 z=j 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
lT;uL~j 4.2 定义布局设置 61
=dY!-#yg! 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
+ y|Q7+ 4.4 插入输入面 62
}} zY]A 4.5 运行模拟 63
$u::(s}
x< 4.6 预览最大值 65
oN= >U"<\1 4.7 绘制波导 69
Mo[yRRS# 4.8 指定输出波导的路径 69
S H6T\}X: 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
/vw$3,*z 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
NoT%z$ 1n 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
v}Kj+9h 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
{,e-; 2q 5.1 定义波导材料 75
9QEK|x`8 5.2 定义布局设置 76
\W"p<oo|H 5.3 创建波导 76
W]M Fq5. 5.4 修改输入平面 77
r|Q/:UV?w 5.5 指定波导的路径 78
}KR"0G[f 5.6 运行模拟 79
G/yYIs 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
D[3QQT7c 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
%ZGG6Xgw 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
B$_-1^L
e 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
`"y:/F"{ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
gh.+}8= " 6.2 定义布局结构 89
y`J8hawp 6.3 绘制并定位波导 91
mIv}% hD 6.4 生成布局脚本 95
P gYIQpV 6.5 插入和编辑输入面 97
!u|s8tN.U 6.6 运行模拟 98
h<bCm`qj 6.7 修改布局脚本 100
:O]US)VSj 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
Fq'Ds[wd5 7 应用预定义扩散过程 104
gm7 [m} 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
y hd]s0(! 7.2 定义布局设置 106
3 shd0q< 7.3 设计波导 107
cs*"9 nKl 7.4 设置模拟参数 108
) RNB;K~s9 7.5 运行模拟 110
\qtdbi|Y 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
!xEGN@ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
Sgn<=8,6c 7.8 添加一个新的轮廓 111
.a 9f)^ 7.9 创建上方的线性波导 112
Jo: S *D 8 各向异性BPM 115
'8; 'V%[+ 8.1 定义材料 116
a( SJ5t?-2 8.2 创建轮廓 117
-{N P3zy 8.3 定义布局设置 118
Nu@dMG<5 8.4 创建线性波导 120
^#4Ah[:XA 8.5 设置模拟参数 121
_3q}K 8.6 预览介电常数分量 122
+n L# c { 8.7 创建输入面 123
%#E$w z 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
>FqU =Q 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
5jH r?C 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
'Ej+Jczzpp 9.2 定义布局设置 130
;3+_aoY 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
i-R} O6 9.4 编辑输入平面 132
0e(4+:0 9.5 设置模拟参数 134
Dw<bLSaW& 9.6 运行模拟 135
z[0tM&pv 10 电光调制器 138
<aY>fg d/1 10.1 定义电解质材料 139
~%@1- 10.2 定义电极材料 140
C0CJ; 10.3 定义轮廓 141
SZ~lCdWad 10.4 绘制波导 144
~#7uNH2 10.5 绘制电极 147
Zm6|aHx8v 10.6 静电模拟 149
C @u}tH
) 10.7 电光模拟 151
NYc ;Zwv9 11 折射率(RI)扫描 155
%$67*pY'JH 11.1 定义材料和通道 155
5E
=!L
g 11.2 定义布局设置 157
-Sa-eWP 11.3 绘制线性波导 160
Y)D F.ca( 11.4 插入输入面 160
,@\z{}~v 11.5 创建脚本 161
6xx(o 11.6 运行模拟 163
f9vit Fkb+ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
e'.CIspN 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
kc<5wY_t 12.1 定义材料 165
y:Aha#< 12.2 创建参考轮廓 166
W#\{[o 12.3 定义布局设置 166
9(lcQuE9 12.4 用户自定义轮廓 167
$Ww.^ym 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
?Cv([ ^Y.u 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
M9?f`9 13.1 定义材料 173
fp J%{z2 13.2 创建钛扩散轮廓 173
Q;GcV&f;f 13.3 定义晶圆 174
2.'hr/ . 13.4 创建器件 175
S }qGf%
13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
ijKQ`}JA 13.6 定义电极区域 178
k t+h\^g 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
K9 +\Z 13.8 运行模拟 182
O)D$UG\< 13.9 创建脚本 184
QWE \Ud.q 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
C$4{'J-ZH 14.1 理论背景 186
pUa\YO1J 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
c-U]3` ;Q 14.3 生成脚本数据 190
1 ]ePU8 14.4 导出散射数据 193
YK zfI9Y 14.5 创建臂 194
8Yo;oH k7 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
l[C_ vUg 14.7 加载两个臂的文件 200
O+]'*~a 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
uZ'(fnZ$ 14.9 连接元件 202
, P=.x% 14.10 运行模拟 203
?} lqu7S 14.11 创建图以查看结果 204
,.0B0 Y-X 有兴趣扫码加微咨询
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