前 言
?$^2Umt 0 af+IP_6
. 随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信
系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行
模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。
%i-c0|,T4 & <J [Q%2 OptiBPM是基于
光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的
仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。
S=nzw-(I hKjt'N:~ZY 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
Q&g^c2 MLWM &cFG 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
#=f?0UTA U($dx.`v# 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。
X+} 1 Q[I=T& 《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\$ H77" 上海讯技光电科技有限公司
yo )%J 2021年4月
;@Z#b8aM} Boz@bl mCB 目 录
<U >>ZSi 1 入门指南 4
.!,z:l$Kh 1.1 OptiBPM安装及说明 4
:Q_<Z@2Y{ 1.2 OptiBPM简介 5
#K Xa& C 1.3 光波导介绍 8
>W`4aA 1.4 快速入门 8
Z->p1xkX 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
*2Ht & 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
[tA;l+Q\& 2.2 定义布局设置 29
,o,I5>` 2.3 创建一个MMI耦合器 31
\y) 2.4 插入input plane 35
q51Uf_\/ 2.5 运行模拟 39
nwaxz>; 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
)5U[o0td 3 创建一个单弯曲器件 44
78OIUNm` 3.1 定义一个单弯曲器件 44
AN SFdc 3.2 定义布局设置 45
glXZZ=j 3.3 创建一个弧形波导 46
.Pw\~X3! 3.4 插入入射面 49
),!;| bh 3.5 选择输出数据文件 53
6 9NQ]{1 3.6 运行模拟 54
(RZD'U/B 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
Zrr5csE 4 创建一个MMI星形耦合器 60
D{ 4YxR
PX 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
aj,T)oDbt6 4.2 定义布局设置 61
k]HEhY 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
p4i]7o@ 4.4 插入输入面 62
J8)#PY[i4 4.5 运行模拟 63
' n$ %Ls}S 4.6 预览最大值 65
? C g>h 4.7 绘制波导 69
wz.6du6- 4.8 指定输出波导的路径 69
y K2^Y]Ku? 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
"=za??\K} 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
~\3kx]^10 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
@wC5 g 4E 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
3UQ;X**F 5.1 定义波导材料 75
[[ Y0 5.2 定义布局设置 76
{aC! ~qR 5.3 创建波导 76
Eb>78k(3I) 5.4 修改输入平面 77
'X !?vK^]p 5.5 指定波导的路径 78
a di [-L# 5.6 运行模拟 79
-7&Gi
+] 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
+_xOLi u
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
0}xFD6{X 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
BQ2wn Gc 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
e^Ky<*Y 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
*"r~- &IL 6.2 定义布局结构 89
B8%{ }[q 6.3 绘制并定位波导 91
g{9+O7q 6.4 生成布局脚本 95
b-*3 2Y% 6.5 插入和编辑输入面 97
dwv 6 ;x 6.6 运行模拟 98
;6{@^ 6.7 修改布局脚本 100
u =/CRjot 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
~~,rp) ) 7 应用预定义扩散过程 104
A4?+T+#d 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
(? ! ,p^ 7.2 定义布局设置 106
zf>5,k'x'A 7.3 设计波导 107
{;
>Q.OX@ 7.4 设置模拟参数 108
13 &0rLS 7.5 运行模拟 110
gxMfu?zk" 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
d k<XzO~g 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
Q\,o :ZU_ 7.8 添加一个新的轮廓 111
-}6xoF? 7.9 创建上方的线性波导 112
g@Qgxsyk> 8 各向异性BPM 115
[e4]"v` N 8.1 定义材料 116
3#4 5m+D 8.2 创建轮廓 117
zb
Z4|_ 8.3 定义布局设置 118
@b3#X@e} 8.4 创建线性波导 120
U"4?9.
k 8.5 设置模拟参数 121
V)i5=bH C 8.6 预览介电常数分量 122
l?)ZJ3]a 8.7 创建输入面 123
n%\
/J 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
BiZ=${y
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
} AvcoD/b 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
5+jf/}t A 9.2 定义布局设置 130
n7YEG- J 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
^+9sG$T_EV 9.4 编辑输入平面 132
,mL
!(US 9.5 设置模拟参数 134
34R!x6W0 9.6 运行模拟 135
M}wXJ8aF? 10 电光调制器 138
$CE[MZ&S 10.1 定义电解质材料 139
`K
>?ju" 10.2 定义电极材料 140
AisN@ 10.3 定义轮廓 141
\rV
B5|D? 10.4 绘制波导 144
,xT?mt}P 10.5 绘制电极 147
35x 0T/8 10.6 静电模拟 149
lei W4Fj 10.7 电光模拟 151
%&\ jOq~ 11 折射率(RI)扫描 155
@MK"X}3 11.1 定义材料和通道 155
= _8Tp~j 11.2 定义布局设置 157
GBC*>Y 11.3 绘制线性波导 160
}Y17*zp% 11.4 插入输入面 160
TV}}dw 11.5 创建脚本 161
35*\_9/# 11.6 运行模拟 163
X}6#II 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
B,(H eg 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
.~gl19#:T 12.1 定义材料 165
<d7V<&@o= 12.2 创建参考轮廓 166
X{ -9FD W 12.3 定义布局设置 166
T^} 12.4 用户自定义轮廓 167
/+3a n9h 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
._96*r=o 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
<vbIp& 13.1 定义材料 173
Zzl,gy70 13.2 创建钛扩散轮廓 173
+/+P\O 13.3 定义晶圆 174
S|GWcSg 13.4 创建器件 175
b( ^^m:(w 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
jA sO8 13.6 定义电极区域 178
r
CRgzC 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
B )JM%r 13.8 运行模拟 182
AP\ofLmq 13.9 创建脚本 184
VZIR4J[\. 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
\BI/G 14.1 理论背景 186
=BZ?- mIU 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
mEuHl> 14.3 生成脚本数据 190
Yp4c'Zk 14.4 导出散射数据 193
5H:@ 8,B 14.5 创建臂 194
n|4;Hn1V 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
:<~7y.*O{ 14.7 加载两个臂的文件 200
*xM/ ;) 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
sst,dA V$ 14.9 连接元件 202
<Jp1 A#
%p 14.10 运行模拟 203
#rYENR[ 14.11 创建图以查看结果 204
]wuy_+$ 有兴趣扫码加微咨询
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