前 言
8el6z2 vkGF_aenk 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。
h fY/)-60o ">wvd*w0"( 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。
6 1k SCu b;
C}=gg 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。
?B ,<gen %4!^AA% 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。
:~8@fEKb{ 06AgY0\ 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。
sd%) g<t COHBju fmR 《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
A8mc+ Bf( ]m 3c m 上海讯技光电科技有限公司
Q<V1`e 2021年4月
6?M/7 1 ZJ2
MbV.6 目 录
VZcW
3/Y 1 入门指南 4
5Q8 H8!^
1.1 OptiBPM安装及说明 4
,iao56`E 1.2 OptiBPM简介 5
+jB; 1.3 光波导介绍 8
!zOj`lx 1.4 快速入门 8
[#@lsI 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
X5.9~ 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
w#A\(z%;x 2.2 定义布局设置 29
7M~ /
q. 2.3 创建一个MMI耦合器 31
MFa/%O_* 2.4 插入input plane 35
)H in{~h 2.5 运行模拟 39
~3gazTe9 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
/"La@M3 7 3 创建一个单弯曲器件 44
qdpi-*2 3.1 定义一个单弯曲器件 44
c$ib- 3.2 定义布局设置 45
3^
UoK 3.3 创建一个弧形波导 46
tTTHQ7o*BD 3.4 插入入射面 49
(kY 0< 3.5 选择输出数据文件 53
[sH3REE1h 3.6 运行模拟 54
#|je m 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
Ip7#${f5M 4 创建一个MMI星形耦合器 60
IowXVdm@6 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
d*Mqs}8 4.2 定义布局设置 61
8~Zw" 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
oCkG 4.4 插入输入面 62
Am@Ta "2 4.5 运行模拟 63
*Lz'<=DLoW 4.6 预览最大值 65
pEcYfj 3M 4.7 绘制波导 69
*8,W$pe3 4.8 指定输出波导的路径 69
n7;jME/! 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
dO z|CfUhI 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
{~ 9HJDcM 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
|Y}YhUI & 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
? Pi|`W 5.1 定义波导材料 75
'/UT0{2;rS 5.2 定义布局设置 76
b1# C,UWK 5.3 创建波导 76
.up[wt gN 5.4 修改输入平面 77
9jf9 u0 5.5 指定波导的路径 78
1QA/ ! 2 E 5.6 运行模拟 79
xva
e^gr
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
{"~[F 2qR 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
#'KM$l,P 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
|(W wh$ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
9Cd/SlNV2 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
tik*[1it 6.2 定义布局结构 89
Peph..8 Z 6.3 绘制并定位波导 91
T5}3Y3G,6 6.4 生成布局脚本 95
YC 4c-M 6.5 插入和编辑输入面 97
]8 }2 6.6 运行模拟 98
46)[F0,$r 6.7 修改布局脚本 100
-6-rX D 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
tgCp2 `n 7 应用预定义扩散过程 104
nHbi{, 3 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
wxK71OH 7.2 定义布局设置 106
[Uq`B &F: 7.3 设计波导 107
%K3U`6kHcd 7.4 设置模拟参数 108
4.,|vtp 7.5 运行模拟 110
,{:qbt 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
yw+] S 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
ZG H
7_K 7.8 添加一个新的轮廓 111
9A4n8,&sm 7.9 创建上方的线性波导 112
|=:@<0.' 8 各向异性BPM 115
Xlug{ Uh 8.1 定义材料 116
8iD7K@ 8.2 创建轮廓 117
mIG>`7`7N 8.3 定义布局设置 118
$H3C/| 8.4 创建线性波导 120
GjW(&p$& 8.5 设置模拟参数 121
V+1c<LwT 8.6 预览介电常数分量 122
<?KgzIq2 8.7 创建输入面 123
R?lTB3" 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
zF FYl7] 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
r,IekFBs 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
MwQtf(_ 9.2 定义布局设置 130
&/^p:I 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
y=\&z&3$ 9.4 编辑输入平面 132
9HN &M *} 9.5 设置模拟参数 134
2l V`UIa 9.6 运行模拟 135
@+M1M 2@Xz 10 电光调制器 138
+|S)Mm8- 10.1 定义电解质材料 139
7lF;(l^Z>} 10.2 定义电极材料 140
Kk =>"?& 10.3 定义轮廓 141
7\$}|b[9 10.4 绘制波导 144
/KnIU|; 10.5 绘制电极 147
_G -6G=q 10.6 静电模拟 149
;9)nG,P3 10.7 电光模拟 151
&,p6lbP 11 折射率(RI)扫描 155
3C=QWw? 11.1 定义材料和通道 155
pK{G2]OK{U 11.2 定义布局设置 157
d <ES 11.3 绘制线性波导 160
`xv Uq\ 11.4 插入输入面 160
^|h_[> 11.5 创建脚本 161
3VMaD@nYa 11.6 运行模拟 163
ZI$P Qz2i 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
(K6vXq.;\\ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
D?Ol)aj? 12.1 定义材料 165
VrT-6r'Y 12.2 创建参考轮廓 166
E 8W*^^z( 12.3 定义布局设置 166
{7IZN< e 12.4 用户自定义轮廓 167
1n2Pr'|s 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
jZ5ac=D&I 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
A9Ea}v9: 13.1 定义材料 173
||cI~qg 13.2 创建钛扩散轮廓 173
c3fi<?0&| 13.3 定义晶圆 174
\C;Yn6PK0 13.4 创建器件 175
H
9/m6F 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
T[[E )f1[ 13.6 定义电极区域 178
*pS3xit~ 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
"3 2Ua3m:G 13.8 运行模拟 182
>3 p8o@: 13.9 创建脚本 184
[}Rs 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
1$ }Tn 14.1 理论背景 186
e5FF'~A%] 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
)<'2 vpz 14.3 生成脚本数据 190
}|=Fnyj 14.4 导出散射数据 193
&kWT<*;J) 14.5 创建臂 194
NV} fcZ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
a&mL Dh/ 14.7 加载两个臂的文件 200
9 XS>;<"2 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
nyhHXVRH 14.9 连接元件 202
rWM5& M 14.10 运行模拟 203
/NPx9cLW^ 14.11 创建图以查看结果 204
W>x.*K 有兴趣扫码加微咨询
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