前 言
?PST.+l 3lD1G~ 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。
@Zov&01 Fy-N U 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。
Y <EdFzle < \C/; 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$ @fE} z;d]=PT 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。
Ed=]RR 4R ~k[q:$ T 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。
mDJN)CX #> @~3kGg 《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
5zR9N>!c t
(> } 上海讯技光电科技有限公司
[W{WfJ-HwG 2021年4月
i% eq! q nFY6K%[ 目 录
^J{tOxO=l 1 入门指南 4
X9oxni# 1.1 OptiBPM安装及说明 4
v<c@bDZ> 1.2 OptiBPM简介 5
8*t8F\U# 1.3 光波导介绍 8
=&
.KKr 1.4 快速入门 8
SByn u 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
uy^vQ/ 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
HHU0Nku@ho 2.2 定义布局设置 29
(#`1[n+b`x 2.3 创建一个MMI耦合器 31
<qp D Az4k 2.4 插入input plane 35
Zn]njf1x 2.5 运行模拟 39
S LSbEm 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
DsZBhjCB 3 创建一个单弯曲器件 44
C/L+ gU & 3.1 定义一个单弯曲器件 44
bQFMg41*w7 3.2 定义布局设置 45
3Sb'){.MT+ 3.3 创建一个弧形波导 46
FJl_2 3.4 插入入射面 49
}g\1JSJ%H 3.5 选择输出数据文件 53
X[{ tD# 3.6 运行模拟 54
]~H\X":[> 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
lE@ V>%b 4 创建一个MMI星形耦合器 60
C+=8?u< 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
JL1z8Nu 4.2 定义布局设置 61
ExDv7St1(k 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
&>]c"?C* 4.4 插入输入面 62
4Y#F"+m.] 4.5 运行模拟 63
sS5: 5i 4.6 预览最大值 65
$x'p+ &n\ 4.7 绘制波导 69
B"rfR_B2M# 4.8 指定输出波导的路径 69
[)E.T,fjMQ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
9< $n'g 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
B< p -.tv 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
1ae,s{| 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
Cj6+zJ 5.1 定义波导材料 75
3w -0IP]< 5.2 定义布局设置 76
v3`k?jAaI 5.3 创建波导 76
wVms"U. 5.4 修改输入平面 77
|)vC^=N{+ 5.5 指定波导的路径 78
`f~ \d.*U 5.6 运行模拟 79
)* \N[zm 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
#OT 8_D 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
L~u@n 24 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
ZgP~VB0)$ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
6y N8 (&` 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
bI_T\Eft 6.2 定义布局结构 89
zc n/L F 6.3 绘制并定位波导 91
qP}187Q1 6.4 生成布局脚本 95
k,mgiGrQ 6.5 插入和编辑输入面 97
7|/Ct;oO: 6.6 运行模拟 98
v3ky;~ke 6.7 修改布局脚本 100
..5rW0lr 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
&Is }<Ew 7 应用预定义扩散过程 104
>& z=ktB 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
_3'FX# xc 7.2 定义布局设置 106
Hido[ 7.3 设计波导 107
:~ Z -K\ 7.4 设置模拟参数 108
K#e&yY 7.5 运行模拟 110
2`?58 & 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
|v6kZ0B< 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
&I|\AG"X} 7.8 添加一个新的轮廓 111
\pVmSac, 7.9 创建上方的线性波导 112
.a0]1IkatV 8 各向异性BPM 115
Fzc8) *w 8.1 定义材料 116
#BZ2 %\ 8.2 创建轮廓 117
>$R Q 8.3 定义布局设置 118
S1Nwm?z 8.4 创建线性波导 120
M:9
6QM~ 8.5 设置模拟参数 121
+' lj\_n 8.6 预览介电常数分量 122
w I7iE4\vz 8.7 创建输入面 123
QQPT=_P] 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
!pqfx93R* 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
D \ ;(BB 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
i a Aj|: 9.2 定义布局设置 130
L^{1dVGWNa 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
BIk0n;Kz<L 9.4 编辑输入平面 132
$Sx(vq6( 9.5 设置模拟参数 134
^]cl:m=* 9.6 运行模拟 135
,DZo E~ 10 电光调制器 138
=sYUzYm 10.1 定义电解质材料 139
?DwI>< W 10.2 定义电极材料 140
g" dq;H 10.3 定义轮廓 141
=1vl-*uYh 10.4 绘制波导 144
{PTB]D' 10.5 绘制电极 147
]2 7 10.6 静电模拟 149
KmYSYNr@, 10.7 电光模拟 151
2 lc 11 折射率(RI)扫描 155
NR6wNz&81 11.1 定义材料和通道 155
l
10p'9 n 11.2 定义布局设置 157
QH d^?H* 11.3 绘制线性波导 160
!<8-juY 11.4 插入输入面 160
i0TbsoKh: 11.5 创建脚本 161
"?X,);5S 11.6 运行模拟 163
@| 2L>N 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
XY h)59oM% 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
aob+_9o 12.1 定义材料 165
(^@rr[. o7 12.2 创建参考轮廓 166
I""zg^Rq 12.3 定义布局设置 166
Pss$[ % 12.4 用户自定义轮廓 167
IW{} l=D/ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
X7g@.Oy` 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
mM $|cge" 13.1 定义材料 173
-P.51q 13.2 创建钛扩散轮廓 173
lM |}K-2 13.3 定义晶圆 174
\2c 3Ns ra 13.4 创建器件 175
]<xzCP B 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
CQANex4&\ 13.6 定义电极区域 178
Hh1]\4D, 4 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
x<'<E@jpU; 13.8 运行模拟 182
)z^NJ'v4( 13.9 创建脚本 184
^cnT ZzT#Q 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
kdP *{ 14.1 理论背景 186
cp)BPg 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
z%E o k 14.3 生成脚本数据 190
~z kzuh 14.4 导出散射数据 193
@"G+kLv0 14.5 创建臂 194
!\}X?G f 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
i< b-$9 14.7 加载两个臂的文件 200
Pxvf"SXX 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
W<@9ndvH 14.9 连接元件 202
B{lj.S` mB 14.10 运行模拟 203
q21l{R{Y 14.11 创建图以查看结果 204
)vsX (/WU 有兴趣扫码加微咨询
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