前 言
h# R;'9*V 1=Npq=d 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。
qy@v, a R%l6+Okr 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。
e$!01Y $HI 8K(3{\J[V 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
!F ]7q ]g |VC|@ Q 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
G&ZpQ) AcC'hr.N+ 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
&oi*]:<FNe
:)7{$OR& 《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
~J #^L* _ 19x `J3 上海讯技光电科技有限公司
d C&{zNG 2021年4月
E(t:F^z&D .FV
wZ :d 目 录
B,rpc\_ 1 入门指南 4
lM0`yh 1.1 OptiBPM安装及说明 4
J*4byu| 1.2 OptiBPM简介 5
W>jgsR79M 1.3 光波导介绍 8
{ zGM[A 1.4 快速入门 8
Tz/=\_} 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
m3o+iYkMD 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
s^O>PEX&<I 2.2 定义布局设置 29
]<y _
=> 2.3 创建一个MMI耦合器 31
f( =3'wQ 2.4 插入input plane 35
(jQ]<q%P 2.5 运行模拟 39
-w7g} 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
2Mqac:L 3 创建一个单弯曲器件 44
T2Duz, 3.1 定义一个单弯曲器件 44
8M9LY9C 3.2 定义布局设置 45
[}p/pj= 3.3 创建一个弧形波导 46
X0 G
Mly 3.4 插入入射面 49
f9`F~6$ 3.5 选择输出数据文件 53
N%3
G\|~Q 3.6 运行模拟 54
^uG^XY&ItC 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
>|Xy'ZR 4 创建一个MMI星形耦合器 60
<qGVOAnz+ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
Xgq-r $O2X 4.2 定义布局设置 61
;;6e
t/8 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
]{2Eo 4.4 插入输入面 62
0W}iKT[Z 4.5 运行模拟 63
' pnkm0=` 4.6 预览最大值 65
SM3qPlsF 4.7 绘制波导 69
Mv\odf\] 4.8 指定输出波导的路径 69
UX U !sd 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
D I`
M 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
NhP&sQO 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
,ypD0Q 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
$x%3 ^{G 5.1 定义波导材料 75
X?3? R\/ 5.2 定义布局设置 76
<4DSk9/ 5.3 创建波导 76
u+U '|6)E 5.4 修改输入平面 77
hSBR9g 5.5 指定波导的路径 78
y7&8P8R 5.6 运行模拟 79
& DUt`Dr w 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
ux8: 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
S `N_}, 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
RU r0K#] 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
f76bEe/B9 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
dV~yIxD}C* 6.2 定义布局结构 89
KN41 kkN 6.3 绘制并定位波导 91
fi/[(RBG 6.4 生成布局脚本 95
="M7 F0k 6.5 插入和编辑输入面 97
qa|"kRCO 6.6 运行模拟 98
S7/0B4[ 6.7 修改布局脚本 100
Py}`k 1t*f 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
,{KjVv< 7 应用预定义扩散过程 104
w-[A" M]I 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
?AL;m.X-@ 7.2 定义布局设置 106
w_*UFLMSqR 7.3 设计波导 107
/.?m9O^
F 7.4 设置模拟参数 108
>
`uk2QdC 7.5 运行模拟 110
{e>E4( 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
#5Zf 6w 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
]GSs{'Uh B 7.8 添加一个新的轮廓 111
s :4<wmu4= 7.9 创建上方的线性波导 112
#7 wOr78 8 各向异性BPM 115
)2 Omsh 8.1 定义材料 116
&n|S:" B 8.2 创建轮廓 117
4sj:%% UE 8.3 定义布局设置 118
Wa/&H$d\u@ 8.4 创建线性波导 120
"q-,140_ 8.5 设置模拟参数 121
%Pz'D6
/ 8.6 预览介电常数分量 122
aP%& -W$D| 8.7 创建输入面 123
?O]iX;2vM 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
btQD G 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
i]qVT)j 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
gEejLyOag 9.2 定义布局设置 130
Q%x | 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
<G5d{rKZ 9.4 编辑输入平面 132
[CCj5N1/ 9.5 设置模拟参数 134
K1vm
[Ne 9.6 运行模拟 135
d=q&UCC 10 电光调制器 138
< ($'jlZ 10.1 定义电解质材料 139
( k@%04c 10.2 定义电极材料 140
]#UyYgPk 10.3 定义轮廓 141
l1Zf#]x 10.4 绘制波导 144
p@/i e@DX 10.5 绘制电极 147
I 0/enL 10.6 静电模拟 149
v|VfSLZTb 10.7 电光模拟 151
c4T8eTK U 11 折射率(RI)扫描 155
K#O8P+n5[ 11.1 定义材料和通道 155
@0XqUcV 11.2 定义布局设置 157
#0i] g)
11.3 绘制线性波导 160
|"7^9( 11.4 插入输入面 160
q yfw$$X 11.5 创建脚本 161
_N.N?> 11.6 运行模拟 163
i2PPVT 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
S\qYw(G 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
H*l2, 0&W 12.1 定义材料 165
m{U+aqAQK 12.2 创建参考轮廓 166
U~,~ GU=X 12.3 定义布局设置 166
/uTU*Oe 12.4 用户自定义轮廓 167
:3,a R\ 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
nm!5L[y!0 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
? qn0] . 13.1 定义材料 173
~S\Ee 2e> 13.2 创建钛扩散轮廓 173
l'_P]@* 13.3 定义晶圆 174
R\L0 13.4 创建器件 175
H;QE',a9+i 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
y~&R(x~w 13.6 定义电极区域 178
a0vg%Z@! 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
PMDx5-{A/t 13.8 运行模拟 182
07zbx6:t 13.9 创建脚本 184
g$++\%k& 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
N2 !HkUy2 14.1 理论背景 186
|@J:A! 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
CM ; r\,o 14.3 生成脚本数据 190
@"`J~uK 14.4 导出散射数据 193
gAy,uP~, 14.5 创建臂 194
` |p3@e 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
(GLd" Zq 14.7 加载两个臂的文件 200
Gw"H#9J}
T 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
QE l:>HG 14.9 连接元件 202
@` qhQ 14.10 运行模拟 203
|Rh%w J 14.11 创建图以查看结果 204
+V"t't7 有兴趣扫码加微咨询
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