前 言
]jhi"BM b\(f>g[ 随着时代的发展，人们对光网络带宽的需求越来越高，光通信网络也越来越复杂。各类光通信
系统中，存在着许多的波导类元件，如分束器，耦合器，复用器，AWG等，这些元件在整个光通信系统中起着至关重要的作用。而此类光波导器件研发人员，可以使用OptiBPM来对相关的元器件进行
模拟分析与设计，这可以大大降低时间成本和物料成本。
lKe jWT`; _VT{2`|}) OptiBPM是基于
光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。并可使用合适的数值方法，如Crank-Nicholson方法和Scheme Parameter以及ADI，来进行计算，计算过程中可以使用合适的边界条件，如TBC和PML边界条件，以完成整个波导结构的
仿真和分析，获得任意位置处的电磁场分布。
]2@(^x'= Mgw#4LU 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
l7VO8p]y[R !.j{vvQ/ 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
F|F0#HC ? L>14=Pr^( 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
]vQa~ } aH6j, R% 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
daKZ *B| #'&-S@/nQs 上海讯技光电科技有限公司
` 7iA?; 2021年4月
#g6 _)B=S bPFGQlmIO 目 录
m=6?%'
H} 1 入门指南 4
;
pBLmm*F 1.1 OptiBPM安装及说明 4
XE2Un1i}j1 1.2 OptiBPM简介 5
4~Cf_`X}] 1.3 光波导介绍 8
LG,? ,%_s 1.4 快速入门 8
wMCMrv: 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
"> Qxb .Y} 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
gV@xu)l 2.2 定义布局设置 29
$JO z7j( 2.3 创建一个MMI耦合器 31
QgU]3`z" 2.4 插入input plane 35
*/K[ B(G 2.5 运行模拟 39
2@a 'n@- 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
[s^p P2 3 创建一个单弯曲器件 44
wetu. aMp 3.1 定义一个单弯曲器件 44
B@-\. m 3.2 定义布局设置 45
zRjbEL 3.3 创建一个弧形波导 46
= cxO @Fu 3.4 插入入射面 49
t i+e U$ 3.5 选择输出数据文件 53
?/&X _O 3.6 运行模拟 54
Nt8"6k_ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
*I?-A(e 4 创建一个MMI星形耦合器 60
N#M>2b<A/T 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
ia\ Gmh 4.2 定义布局设置 61
X40gJV< 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
0t!Z MH 4.4 插入输入面 62
rmw}Ui" 4.5 运行模拟 63
@~2k5pa 4.6 预览最大值 65
mfZbo#KS#v 4.7 绘制波导 69
3|$?T|#B 4.8 指定输出波导的路径 69
&G%AQpDW5 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
:j+E]|d(~6 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
\)2 8,` 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
l atm_\ 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
C3 "EZe[R 5.1 定义波导材料 75
aN"YEL>w 5.2 定义布局设置 76
Z6gwAvf< 5.3 创建波导 76
LF.i0^#J 5.4 修改输入平面 77
A(&\wd 5.5 指定波导的路径 78
G--vwvL 5.6 运行模拟 79
%rs2{Q2k 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
>
U3 >I^Y 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
Lb$Uba-_ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
s8(Z&pQ 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
XzV>q~I3|E 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
MDa[bQ NM 6.2 定义布局结构 89
}%wP^6G*x\ 6.3 绘制并定位波导 91
P :6K 6.4 生成布局脚本 95
%tkqWK: 6.5 插入和编辑输入面 97
lg-`zV3 6.6 运行模拟 98
_RcEf T
6.7 修改布局脚本 100
{! (
htg; 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
!(bYh`Uy 7 应用预定义扩散过程 104
CPa+?__B 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
mu0L_u(P 7.2 定义布局设置 106
@B{ 7.3 设计波导 107
R5MN;xG^ 7.4 设置模拟参数 108
& z3_N 7.5 运行模拟 110
7oL l RU 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
~*h)`uM 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
u@Gum|_=N 7.8 添加一个新的轮廓 111
71Q`B#t0'Z 7.9 创建上方的线性波导 112
b?=r%D->w 8 各向异性BPM 115
XH0{|#hwN 8.1 定义材料 116
fC^d@4ha 8.2 创建轮廓 117
T:Q+ Z }v+ 8.3 定义布局设置 118
q:vN3#=^qf 8.4 创建线性波导 120
fc:87ZR{ K 8.5 设置模拟参数 121
6/QWzw.0c 8.6 预览介电常数分量 122
w2 (}pz: 8.7 创建输入面 123
.nr%c*JUp 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
+Rd\*b 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
n}%_H4t 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
4myikeUR_ 9.2 定义布局设置 130
tF*Sg{:bCa 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
(
K-7z 9.4 编辑输入平面 132
:'t"kS 9.5 设置模拟参数 134
L ) _ VdB 9.6 运行模拟 135
E]{0lG` l 10 电光调制器 138
!
, ] Fx 10.1 定义电解质材料 139
U2_; 10.2 定义电极材料 140
T}p|_)&y 10.3 定义轮廓 141
%D7^. 10.4 绘制波导 144
{>R933fap 10.5 绘制电极 147
` T2DGv 10.6 静电模拟 149
|a1zJ_t4 10.7 电光模拟 151
'bji2#z[ 11 折射率(RI)扫描 155
UHl1>(U 11.1 定义材料和通道 155
F":dS-u&L 11.2 定义布局设置 157
R $/q=*k 11.3 绘制线性波导 160
M+=q"#& 11.4 插入输入面 160
i+-=I+L3 11.5 创建脚本 161
MmfshnTN 11.6 运行模拟 163
qqYQ/4Ajw 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
ojWf]$^y} 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
Dx r4B< 12.1 定义材料 165
C`oB [ 12.2 创建参考轮廓 166
a<pEVV\NB~ 12.3 定义布局设置 166
_=5\ $6 12.4 用户自定义轮廓 167
Y% [H: 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
,;=
S\ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
@bFl8- 13.1 定义材料 173
[di&N!Ao 13.2 创建钛扩散轮廓 173
o5z&sRZ 13.3 定义晶圆 174
fb]=MoiJ 13.4 创建器件 175
. }tpEvAw} 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
wzI*QXV2s 13.6 定义电极区域 178
9 Xh<vh8& 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
H~<wAer,Op 13.8 运行模拟 182
{ 6*UtG 13.9 创建脚本 184
{>&M:_`k 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
l~`JFWur] 14.1 理论背景 186
y3 S T"U 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
6 1K:SXj
14.3 生成脚本数据 190
No/D"S# 14.4 导出散射数据 193
6:TA8w| 14.5 创建臂 194
4,6?sTuX 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
oW/H8 q<wY 14.7 加载两个臂的文件 200
TsRbIq[
14.8 在OptiSystem内完成布局 201
XOY\NMo 14.9 连接元件 202
,Hc,]TPC4
14.10 运行模拟 203
cmLI!"RL e 14.11 创建图以查看结果 204
SQ`ec95', 有兴趣扫码加微咨询
L: _pJP 
