前 言
[Qj;/ r:g9 Z_ 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。
C5 X(U : Tv$sqVe9 OptiBPM是基于
光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的
仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。
X. V[0$.; -d=WV:G%e 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。
a9 Y5 .F2 :!h$ 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。
caq} &A]C bw S*]!* 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。
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Wau D1T@R)j 《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
^jSsa l "pN90B4 上海讯技光电科技有限公司
;_+uSalt 2021年4月
/aqEJGG> Es4qPB`g. 目 录
w0J|u'H 1 入门指南 4
bGmx7qt# 1.1 OptiBPM安装及说明 4
C9~~O~7x 1.2 OptiBPM简介 5
K=\O5#F?3 1.3 光波导介绍 8
wkb$^mU 1.4 快速入门 8
jvwwJ<K 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
iK;opA" 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
4. qtp ` 2.2 定义布局设置 29
nJFg^ s 1 2.3 创建一个MMI耦合器 31
| ys0`Vb=$ 2.4 插入input plane 35
(6gK4__}] 2.5 运行模拟 39
{D`T0qPT[ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
o
l ({AYB 3 创建一个单弯曲器件 44
= Lp7{09u 3.1 定义一个单弯曲器件 44
~) ]} 91p 3.2 定义布局设置 45
4P8* k[. 3.3 创建一个弧形波导 46
&^.57] 3.4 插入入射面 49
nk =$B (h 3.5 选择输出数据文件 53
AMCyj`Ur 3.6 运行模拟 54
9pSUIl9|j 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
$)Bg JDr 4 创建一个MMI星形耦合器 60
= ;L*<I 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
j`>^1Q 4.2 定义布局设置 61
'MxSd( T
= 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
aX6}6zubr 4.4 插入输入面 62
8|g<X1H{M 4.5 运行模拟 63
1DJekiWf 4.6 预览最大值 65
AC - )BM'; 4.7 绘制波导 69
LHYLC>J 4.8 指定输出波导的路径 69
c-4STPNQi 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
,<Kx{+ [h 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
$lwz-^1t. 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
{MBTP;{*~ 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
6g:|*w 5.1 定义波导材料 75
Bi%x`4Lf 5.2 定义布局设置 76
r6.d s^ 5.3 创建波导 76
{]N3 f[w 5.4 修改输入平面 77
z 8_XX$Mnt 5.5 指定波导的路径 78
Fke//- R 5.6 运行模拟 79
{8RFK4! V@ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
0y#Ih {L 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
@'2 m$a 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
:!TI K1 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
^s :y/Kd 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
8{
c !). 6.2 定义布局结构 89
HL K@xKD< 6.3 绘制并定位波导 91
(R}ii}& 6.4 生成布局脚本 95
R{hf9R , 6.5 插入和编辑输入面 97
XP?rOOn 6.6 运行模拟 98
r7m D{0s* 6.7 修改布局脚本 100
qL
/7^) ( 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
H*I4xT@ 7 应用预定义扩散过程 104
2[yBD-": 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
)6X.Nfkb^k 7.2 定义布局设置 106
){;02^tX 7.3 设计波导 107
xyh.N) 7.4 设置模拟参数 108
v
$({C 7.5 运行模拟 110
WgQBGch,! 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
qt e>r 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
fPa9ofU/kr 7.8 添加一个新的轮廓 111
GIwh@4 ; 7.9 创建上方的线性波导 112
qCQ./"8 8 各向异性BPM 115
uKr1Z2 8.1 定义材料 116
BRRj$)u 8.2 创建轮廓 117
j Ch=@<9 8.3 定义布局设置 118
Ukz;0q 8.4 创建线性波导 120
vw>j J 8.5 设置模拟参数 121
YUWn ;# 8.6 预览介电常数分量 122
?uL eFD 8.7 创建输入面 123
~+F;q
vq 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
D@ek9ARAq 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
WN]<q`. 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
g{k1&| 9.2 定义布局设置 130
PXKJ^fa 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
q>!L6h5]t 9.4 编辑输入平面 132
<[ Xw )/ # 9.5 设置模拟参数 134
a6xj\w 9.6 运行模拟 135
=3xE: 10 电光调制器 138
xl9aV\W 10.1 定义电解质材料 139
1`0#HSO 10.2 定义电极材料 140
h f6f.Z 10.3 定义轮廓 141
z ,SYw &S 10.4 绘制波导 144
<i\A_qqc/ 10.5 绘制电极 147
_o3e]{ 10.6 静电模拟 149
3
fj 10.7 电光模拟 151
C )-^< 11 折射率(RI)扫描 155
n||A" @b\ 11.1 定义材料和通道 155
Dr3n+Q 11.2 定义布局设置 157
4 vnU N 11.3 绘制线性波导 160
w*7|dZk{ 11.4 插入输入面 160
ZfAzc6J?\ 11.5 创建脚本 161
JtKp(k& 11.6 运行模拟 163
M)-6T{[IT 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
/a9 !Cf
12 应用用户自定义扩散轮廓 165
R{Y zH56M 12.1 定义材料 165
+ xv!$gJEj 12.2 创建参考轮廓 166
w&h 2y4 12.3 定义布局设置 166
6rti ' 12.4 用户自定义轮廓 167
\/` ? 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
R9vT[{ !i 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
Pz_Oe,{.I 13.1 定义材料 173
h+~P"i}&\ 13.2 创建钛扩散轮廓 173
&jA\hg#9 13.3 定义晶圆 174
0rSIfYZa 13.4 创建器件 175
K]oM8H 1 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
q}|U4MJm 13.6 定义电极区域 178
,V]
]: eR 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
Pf _F59" 13.8 运行模拟 182
`bI) <B 13.9 创建脚本 184
-!M,7 5nU 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
G` h+l< 14.1 理论背景 186
^WYQ]@rh3 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
;#+0L$<t 14.3 生成脚本数据 190
B1
0+*p( 14.4 导出散射数据 193
'Ye v} QM 14.5 创建臂 194
j F"YTr6 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
@~
Dh'w2q 14.7 加载两个臂的文件 200
= v~1qWX 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
y7\"[<E`(V 14.9 连接元件 202
c{#yx_)V& 14.10 运行模拟 203
|[xi/Q^7 14.11 创建图以查看结果 204
qNgd33u1 有兴趣扫码加微咨询
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