前 言
+5+?)8Ls ,!s;o6|*y 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。
6 U`y f&D hkq[xgX 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 J&`@gB `'{>2d%\g 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。
,:QzF" MV @;we4G5 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。
p=65L #X(KW&;m 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。
@ sAT#[j D^knN-nZ* 《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
AVys`{*c o7*z@R " 上海讯技光电科技有限公司
#FBq8iJ 2021年4月
i<*{Z ~B =;9*gDf D 目 录
/{';\?w 1 入门指南 4
2 %'iTXF 1.1 OptiBPM安装及说明 4
.*N,x0 B( 1.2 OptiBPM简介 5
C[ ehw 1.3 光波导介绍 8
;:[!I ]E0 1.4 快速入门 8
6mnj!p]3 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
w{t2Oo6Q0+ 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
9w Pc03a 2.2 定义布局设置 29
G02(dj 2.3 创建一个MMI耦合器 31
=W6AUN/%p 2.4 插入input plane 35
8()L }@y 2.5 运行模拟 39
e[HP]$\ 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
\)=X=yn2 3 创建一个单弯曲器件 44
_Kp{b"G 3.1 定义一个单弯曲器件 44
G.3 qg% 3.2 定义布局设置 45
^;b$`*M1 3.3 创建一个弧形波导 46
n y7 G 3.4 插入入射面 49
v(T;Y=& 3.5 选择输出数据文件 53
ZLBv\VQ 3.6 运行模拟 54
06 kj J4 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
.~+I"V{y F 4 创建一个MMI星形耦合器 60
Rl7V~dUY 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
d3fF|Wp1 4.2 定义布局设置 61
]OE{qXr{ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
c5?;^a[ 4.4 插入输入面 62
bY4~\cP. 4.5 运行模拟 63
>;N0( xB 4.6 预览最大值 65
e5bRi0 4.7 绘制波导 69
*<yKT$(+_ 4.8 指定输出波导的路径 69
T [
`t?, 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
{%(_Z`vI 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
@aU%1h5W;l 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
l I&%^> 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
9Z,vpTE 5.1 定义波导材料 75
#:{Bd8PS 5.2 定义布局设置 76
p m+_s]s, 5.3 创建波导 76
5eI3a!E]O 5.4 修改输入平面 77
qm-G=EX 5.5 指定波导的路径 78
_7(>0GY 5.6 运行模拟 79
N 4$!V}pp 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
Iz/o|o]# 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
#{)= %5=c 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
_L mDF8Q( 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
/ c1=`OJ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
[HJ^'/bB' 6.2 定义布局结构 89
z116i?7EnV 6.3 绘制并定位波导 91
b{ |Ha3;w 6.4 生成布局脚本 95
G 3Hm Lz 6.5 插入和编辑输入面 97
uV r6tb1 6.6 运行模拟 98
Y_3 {\g|x 6.7 修改布局脚本 100
Bb^CukS: 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
Xqt3 p6 7 应用预定义扩散过程 104
SomA`y+ERn 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
^ YddVp 7.2 定义布局设置 106
Y27x;U 7.3 设计波导 107
a"^0 ;a 7.4 设置模拟参数 108
&ah!g! o3 7.5 运行模拟 110
:- B,Q3d 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
=W(mZ#*vdY 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
HS"E3s8 7.8 添加一个新的轮廓 111
]sBSLEie
' 7.9 创建上方的线性波导 112
pp$WM\r 8 各向异性BPM 115
? mxBMtc
8.1 定义材料 116
hnM?wn 8.2 创建轮廓 117
0?} ),8v> 8.3 定义布局设置 118
V @A+d[ 8.4 创建线性波导 120
T/DKT 1P- 8.5 设置模拟参数 121
D" ^4X'6 8.6 预览介电常数分量 122
6-U+<[,x 8.7 创建输入面 123
g9>
0N#< 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
9ALE6 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
E 5D5 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
~|e?@3_G 9.2 定义布局设置 130
V!#+Ti/w4 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
.i[rd4MCK 9.4 编辑输入平面 132
>p4# AfGF 9.5 设置模拟参数 134
L&O!"[++ 9.6 运行模拟 135
rQ -pD 10 电光调制器 138
',L>UIXw 10.1 定义电解质材料 139
'_& Xemz 10.2 定义电极材料 140
D_oGhQYY4 10.3 定义轮廓 141
S(kj"t*3 10.4 绘制波导 144
_-a Q.p ?T 10.5 绘制电极 147
iiS^xqSNCt 10.6 静电模拟 149
U)~?/s{v 10.7 电光模拟 151
R I Bj9k d 11 折射率(RI)扫描 155
DIR_W-z 11.1 定义材料和通道 155
\ I J\ 11.2 定义布局设置 157
_= 9o:F 11.3 绘制线性波导 160
G+N &(: 11.4 插入输入面 160
G8%Q$ 11.5 创建脚本 161
x/*ndH 11.6 运行模拟 163
gqR?hZD 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
fZU#%b6G 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
l:v:f@M& 12.1 定义材料 165
PjriAlxD 12.2 创建参考轮廓 166
H^cB ?i 12.3 定义布局设置 166
>Q&E4j C 12.4 用户自定义轮廓 167
@!z9.o; 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
r|t ;# 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
1:]iV}OFqR 13.1 定义材料 173
Jolr"F? 13.2 创建钛扩散轮廓 173
p!^ .;c 13.3 定义晶圆 174
RD_IGV 13.4 创建器件 175
|_V i8Ly 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
r8\"'4B1 13.6 定义电极区域 178
a n K7j2 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
j+0=)Q%I= 13.8 运行模拟 182
5~Vra@iab: 13.9 创建脚本 184
0{bGV Lp 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
rW$ )f 14.1 理论背景 186
)SG+9!AbMZ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
'V";"Ei 14.3 生成脚本数据 190
#~ J)?JL 14.4 导出散射数据 193
KLv `Xg \ 14.5 创建臂 194
q{/> hvl 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
d<mj=V@b d 14.7 加载两个臂的文件 200
k $`~,LJ p 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
o~7 ~S 14.9 连接元件 202
-QR&] U+ 14.10 运行模拟 203
MONfA;64/ 14.11 创建图以查看结果 204
W =YFe<Q 有兴趣扫码加微咨询
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