前 言
H~FI@Cf$L Sp\TaUzg 随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信
系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行
模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。
QoYEWXT|g CV0id&Nv OptiBPM是基于
光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的
仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。
\B#tB?rA
^*AI19w!Ys 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
^+yz}YFM S70#_{ 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
;+~5XLk s[8. l35| 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
I0mp [6 <q7o"NI6FZ 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
z"4 q%DC *'?ZG/ ( 上海讯技光电科技有限公司
^("b~-c J 2021年4月
k-ZO/yPo |.@!CqJ 目 录
~:Rbd9IB 1 入门指南 4
) ^ En 1.1 OptiBPM安装及说明 4
/#00'(oD 1.2 OptiBPM简介 5
CQ2vFg3+o 1.3 光波导介绍 8
5M>h[Q"R 1.4 快速入门 8
n.@HT" 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
)^(gwE 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
{ { \oC$ 2.2 定义布局设置 29
y_9\07va< 2.3 创建一个MMI耦合器 31
/NQrE#pb 2.4 插入input plane 35
'pt ( 2.5 运行模拟 39
@ZI Sv'F 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
J_7 w _T/ 3 创建一个单弯曲器件 44
5qM$ahN3wH 3.1 定义一个单弯曲器件 44
+<Gp >c 3.2 定义布局设置 45
ejd_ 85$ 3.3 创建一个弧形波导 46
,8384 ' 3.4 插入入射面 49
cq[9#@
4= 3.5 选择输出数据文件 53
%UI^+:C 3.6 运行模拟 54
2/ +~h(Cc 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
d}O\:\}y 4 创建一个MMI星形耦合器 60
b|_e):V| 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
'#c# .O 4.2 定义布局设置 61
Q>$B.z 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
XHA| v^ 4.4 插入输入面 62
qiet<F 4.5 运行模拟 63
$2W#'_K+ 4.6 预览最大值 65
J !om"h 4.7 绘制波导 69
L"jA#ULg 4.8 指定输出波导的路径 69
)Ra:s> 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
f(y+1 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
ir6aV|ea! 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
W/UA%We3+L 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
R([zlw~B5 5.1 定义波导材料 75
7> f2P!: 5.2 定义布局设置 76
bhD-;Y!6; 5.3 创建波导 76
Gbhw7
(& 5.4 修改输入平面 77
(wL$ h5SG 5.5 指定波导的路径 78
hj1;f<'
U 5.6 运行模拟 79
Sqi9'-%m 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
t0f7dU3e;L 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
T8m ]f< 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
= 9Yf o,F 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
}36A eJ7L 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
V<5. 4{[G 6.2 定义布局结构 89
*w ;?&)8% 6.3 绘制并定位波导 91
6-\Mf:%B 6.4 生成布局脚本 95
>\K=)/W2 6.5 插入和编辑输入面 97
N&G'i.w/ 6.6 运行模拟 98
v/
Ge+o0K 6.7 修改布局脚本 100
3!9JXq%Hl 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
ovN3.0tAI 7 应用预定义扩散过程 104
fYuSfB+< 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
|]<#![!h# 7.2 定义布局设置 106
s=) W 7.3 设计波导 107
o<A-E Tx< 7.4 设置模拟参数 108
N?m)u,6-l 7.5 运行模拟 110
z#!<[**& 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
]0'cdC 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
te[uAJ1 N 7.8 添加一个新的轮廓 111
ga|<S@u ?} 7.9 创建上方的线性波导 112
m|fcWN[ 8 各向异性BPM 115
2W0nA t 8.1 定义材料 116
P]m{ \K 8.2 创建轮廓 117
3~fi#{ 8.3 定义布局设置 118
<SJ6<' 8.4 创建线性波导 120
1^^{;R7 N 8.5 设置模拟参数 121
GI{EP& C 8.6 预览介电常数分量 122
\
C:Gx4K 8.7 创建输入面 123
7Wef[N\x 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
:g$"Xc8Zn 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
0fstEExw 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
=xkaF)AW&v 9.2 定义布局设置 130
o.r D 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
ue 3 ].: 9.4 编辑输入平面 132
T x
Mh_ 9.5 设置模拟参数 134
r]LP=K1 9.6 运行模拟 135
;F1y!h67< 10 电光调制器 138
^}2!fRKAmo 10.1 定义电解质材料 139
>A {e,& 10.2 定义电极材料 140
RNB -W% 10.3 定义轮廓 141
(@N I LK 10.4 绘制波导 144
@ *J bp 10.5 绘制电极 147
.feB
VRg 10.6 静电模拟 149
&(<>}
r 10.7 电光模拟 151
+h-% { 11 折射率(RI)扫描 155
[[_>D M 11.1 定义材料和通道 155
#O_%!7M{4 11.2 定义布局设置 157
jh z*Y}MX 11.3 绘制线性波导 160
VS4Glx73 11.4 插入输入面 160
\
P6 ! 11.5 创建脚本 161
3_G0e IE"u 11.6 运行模拟 163
!DA4q3-U>> 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
9Zn c|< 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
h)s T37 12.1 定义材料 165
U$DZht4>u 12.2 创建参考轮廓 166
] UIN4E 12.3 定义布局设置 166
f\ ?Rhyz 12.4 用户自定义轮廓 167
P_jav 0j7g 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
c^"4 l
9w 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
prM)t8SE 13.1 定义材料 173
"&XhMw4 13.2 创建钛扩散轮廓 173
7]So=% q 13.3 定义晶圆 174
z z]~IxQ 13.4 创建器件 175
;\pINtl9< 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
|63uoRr 13.6 定义电极区域 178
7Z +Fjy-B 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
@rqmDpU 13.8 运行模拟 182
Y\<w|LkD8 13.9 创建脚本 184
`[E -V 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
p" .wqg*W 14.1 理论背景 186
vC&0UNe$ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
8T.bT6 14.3 生成脚本数据 190
h('5x,G% 14.4 导出散射数据 193
' /D2d 14.5 创建臂 194
)M.g<[= ^ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
`tO t+>YWn 14.7 加载两个臂的文件 200
>&>EjK4 ? 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
p4 O[X\T 14.9 连接元件 202
<%^WZ:c 14.10 运行模拟 203
V!*1F1 14.11 创建图以查看结果 204
|H8C4^1Rq 有兴趣扫码加微咨询
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