前 言
3
nb3rHQ h1J-AfV 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。
k f^Wzp HH8a"Hq) 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 =eP /
W& 6ye 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。
k:R9wo (Z
sdj 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。
!j [U L2AZ0E "ub 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。
^h=; ]vxO }Li24 JK 《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
*COr^7Kf5 E9QNx6 2 上海讯技光电科技有限公司
/\h&t6B1 2021年4月
lLo FM Eo)n(
Z 9 目 录
NcRY
Ch 1 入门指南 4
KG)Y{-Ao 1.1 OptiBPM安装及说明 4
oQFpIX;\m 1.2 OptiBPM简介 5
j =[Td 1.3 光波导介绍 8
4LKOBiEM 1.4 快速入门 8
RVX-3FvP 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
G$Z8k,g+<7 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
N!^U{;X7/ 2.2 定义布局设置 29
.#EmE'IP* 2.3 创建一个MMI耦合器 31
ln#Lx&r;| 2.4 插入input plane 35
!)KX?i[Q 2.5 运行模拟 39
? zKDPBj
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
ad }^Dj/ 3 创建一个单弯曲器件 44
`[/BG)4 3.1 定义一个单弯曲器件 44
f`P%aX'cBQ 3.2 定义布局设置 45
`fc2vaSH = 3.3 创建一个弧形波导 46
,]1K^UeZ 3.4 插入入射面 49
8x [q[ 3.5 选择输出数据文件 53
/3'>MRzR 3.6 运行模拟 54
y~Sh|2x8v 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
$nBzYRc"3 4 创建一个MMI星形耦合器 60
{> >f5o 3 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
XEY((VL0 4.2 定义布局设置 61
@R(6w {h9 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
\} P} H 4.4 插入输入面 62
``K.4sG 4.5 运行模拟 63
\KDOI 7 4.6 预览最大值 65
&-s!ko4z 4.7 绘制波导 69
q/<.^X 4.8 指定输出波导的路径 69
B7_:,R.l 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
#*1\h=bzmW 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
)nTOIfP2 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
R/A 40i 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
0:Ak 4L6 k 5.1 定义波导材料 75
x^;nQas; 5.2 定义布局设置 76
d* 7 Tjs{\ 5.3 创建波导 76
]7fqVOi Ou 5.4 修改输入平面 77
N@)tU;U3O 5.5 指定波导的路径 78
% )?$82=2 5.6 运行模拟 79
83Bp_K2\ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
;HgV(d#X 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
O. V!L 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
aB#qzrr['8 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
Oy&Myjny< 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
K Ps 5? X 6.2 定义布局结构 89
J}nE,U2 6.3 绘制并定位波导 91
9#@dQ/* 6.4 生成布局脚本 95
h d8:| _ 6.5 插入和编辑输入面 97
2_R' Kl![ 6.6 运行模拟 98
t%/Y^N; 6.7 修改布局脚本 100
MX xRM~ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
1w i{lJaz 7 应用预定义扩散过程 104
;sS N 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;>|*(cO 7.2 定义布局设置 106
eICk}gfun 7.3 设计波导 107
BJ @tU n 7.4 设置模拟参数 108
:W? 7J" 7.5 运行模拟 110
yo#& >W 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%g 1 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
Wm7Dy7#l 7.8 添加一个新的轮廓 111
uy9k^4Cqa 7.9 创建上方的线性波导 112
mflH &Bx9 8 各向异性BPM 115
ry/AF 8.1 定义材料 116
W]4Gs; 8.2 创建轮廓 117
HUfH/x3zj] 8.3 定义布局设置 118
CZS{^6Ye 8.4 创建线性波导 120
l+*^P'0u 8.5 设置模拟参数 121
!gWV4vC 8.6 预览介电常数分量 122
"nf.kj:> 8.7 创建输入面 123
%S]H 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
1t
WKH 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
+3(1QgYM% 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
H B_si 9.2 定义布局设置 130
=P<gZ-Cm 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
^^qB=N['; 9.4 编辑输入平面 132
,)@Q,EHN; 9.5 设置模拟参数 134
S2HGf~rE 9.6 运行模拟 135
AhZ8B'Ee 10 电光调制器 138
BHy#g>KUF 10.1 定义电解质材料 139
Q
*![u5# 10.2 定义电极材料 140
\`Db|D?oy 10.3 定义轮廓 141
7q<I7Wt 10.4 绘制波导 144
(A}# #h 10.5 绘制电极 147
OQ;DqV 10.6 静电模拟 149
]2T =%(* 10.7 电光模拟 151
KDhr.P.~ 11 折射率(RI)扫描 155
F0t!k> 11.1 定义材料和通道 155
H-K,Q% ;C@ 11.2 定义布局设置 157
559znM= 11.3 绘制线性波导 160
+ G#qS1 11.4 插入输入面 160
> nDx)!I 11.5 创建脚本 161
U
N 1HBW ; 11.6 运行模拟 163
bJj <xjBM 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
WoHFt*e 2 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
N 3 i ,_ 12.1 定义材料 165
0zCe|s.S& 12.2 创建参考轮廓 166
lX/6u
E_% 12.3 定义布局设置 166
*Em 9R 12.4 用户自定义轮廓 167
RY2`v
pv 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
.Wv2aJq 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
vz</|s 13.1 定义材料 173
~@S5*(&8 13.2 创建钛扩散轮廓 173
-9Wx;u4]o 13.3 定义晶圆 174
O,>1GKw"\ 13.4 创建器件 175
I2hX; pk, 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
H [#s&Fk2 13.6 定义电极区域 178
JEL =,0J 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
6TvlK*<r= 13.8 运行模拟 182
~'2)E/IeV 13.9 创建脚本 184
JhR XfIK>{ 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
*
xdS < 14.1 理论背景 186
*lRP ZN 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
??5qR8n. 14.3 生成脚本数据 190
.9_]8 T 14.4 导出散射数据 193
3
[: x#r 14.5 创建臂 194
>Ip>x!wi 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
AmNmhcN 14.7 加载两个臂的文件 200
qRT1W re
3 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
=PWh,lWS 14.9 连接元件 202
?sWPx!tU 14.10 运行模拟 203
-Qgu 6Ty 14.11 创建图以查看结果 204
jFf2( AR 有兴趣扫码加微咨询
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