前 言
Y2x|6{ # \{ @ m 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。
C P}fxDW YWK0.F,8a 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。
P +o"]/7U miaH ,hm 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。
ZOEe -XW 3p=Xv%xd 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。
b!] O]dk# k9}8xpH 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。
X\h.@+f= ]&%KU)i? 《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
-lhIL}mGf x#EE_i/W 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 MW 7~ =T
x"Ky_P~ 目 录
^YLC {V 1 入门指南 4
zWC| Qe 1.1 OptiBPM安装及说明 4
O`~#X w 1.2 OptiBPM简介 5
EfEgY|V0 1.3 光波导介绍 8
Ic2?1<I ZA 1.4 快速入门 8
,a{85HLr] 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
1%+-}yo< 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
7\6g>4J^ ` 2.2 定义布局设置 29
m
!*F5x 2.3 创建一个MMI耦合器 31
N:<$]x> 2.4 插入input plane 35
/*qRbN 2.5 运行模拟 39
W#F9Qw 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
2t\0vV2)/O 3 创建一个单弯曲器件 44
G ?$ @6 3.1 定义一个单弯曲器件 44
-Q n-w3~& 3.2 定义布局设置 45
\_`qon$9 3.3 创建一个弧形波导 46
]bY|> q 3.4 插入入射面 49
L+8ar9es 3.5 选择输出数据文件 53
Zk=,`sBC 3.6 运行模拟 54
4aS}b3=n 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
"U}kp#) 4 创建一个MMI星形耦合器 60
9r? Z'~,Za 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
|(.\J`_e 4.2 定义布局设置 61
wb$uq/| 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
mXRkR.zu+ 4.4 插入输入面 62
q 6> eb 4.5 运行模拟 63
x(Bt[=,K3 4.6 预览最大值 65
qq5X3K2& 4.7 绘制波导 69
o]<Z3) 4.8 指定输出波导的路径 69
XRV]u|w=g 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
K W .4 9 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
FgH7YkKrD 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
]{1 {XIF 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
\V>5) R n 5.1 定义波导材料 75
c U6*y!}9 5.2 定义布局设置 76
l8oaDL\f 5.3 创建波导 76
?8-Am[xH 5.4 修改输入平面 77
t8*Jdd^3Z/ 5.5 指定波导的路径 78
4C*ywP 5.6 运行模拟 79
[|Qzx w9 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
wo@ T @Ve~ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
aD: #AmbJ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
Ixa0;nxj 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
:*Wq%Y=
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
|n 26[=\B 6.2 定义布局结构 89
$r!CQ 2S 6.3 绘制并定位波导 91
cX b*d|-|N 6.4 生成布局脚本 95
c2P}P* _ 6.5 插入和编辑输入面 97
`;UWq{" 6.6 运行模拟 98
!eF(WbU0 6.7 修改布局脚本 100
4' O,xC 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
@ZJL ]TO 7 应用预定义扩散过程 104
2o SM| 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
{:1j>4m 2 7.2 定义布局设置 106
y \skke] 7.3 设计波导 107
Af _4Z]F
7.4 设置模拟参数 108
~+Gh{,f 7.5 运行模拟 110
/JR+WmO 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
,31 ?
Aa 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
fmW{c mr| 7.8 添加一个新的轮廓 111
3x[C pg, 7.9 创建上方的线性波导 112
;C@mT;hR 8 各向异性BPM 115
PJ5}c!o[ 8.1 定义材料 116
l)NkTZ<] 8.2 创建轮廓 117
w/6X9d 8.3 定义布局设置 118
1iF=~@Nz_ 8.4 创建线性波导 120
>.
K 8.5 设置模拟参数 121
:r*h Y$v 8.6 预览介电常数分量 122
0/GBs~P 8.7 创建输入面 123
Lwl1ta- 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
dxX` \{E 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
-#ZLu. 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
=.3#l@E!C 9.2 定义布局设置 130
q<:8{Y| 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
k6b ct@7 9.4 编辑输入平面 132
7P< Vt S 9.5 设置模拟参数 134
jrQ0-D%M d 9.6 运行模拟 135
G Aj%o]}u 10 电光调制器 138
gzs \C{4D 10.1 定义电解质材料 139
99=~vNn 10.2 定义电极材料 140
WoTeIkM9 10.3 定义轮廓 141
?#z$(upQ 10.4 绘制波导 144
e8vy29\S 10.5 绘制电极 147
l 2Sar1~1 10.6 静电模拟 149
roQI;gq^ 10.7 电光模拟 151
.y
s_'F-]0 11 折射率(RI)扫描 155
E
f \|3D_ 11.1 定义材料和通道 155
+YvF+E 11.2 定义布局设置 157
E; a,]. 11.3 绘制线性波导 160
J+P<zC 11.4 插入输入面 160
F'K >@y 11.5 创建脚本 161
lUu0AZQmG 11.6 运行模拟 163
AX v
q~XE 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
DsMo_m/"1 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
uRb48Qy2 12.1 定义材料 165
M_E,pg=rWI 12.2 创建参考轮廓 166
(l99a&] t 12.3 定义布局设置 166
$'V^_|EL7 12.4 用户自定义轮廓 167
l2LQV]l 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
$ )#orZtzr 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
RhowhQ) G 13.1 定义材料 173
>kQp@r\nQ 13.2 创建钛扩散轮廓 173
.
Vb|le(7 13.3 定义晶圆 174
}k }=e 13.4 创建器件 175
C!+D]7\j 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
Xe_ <]| 13.6 定义电极区域 178
.)
Ej#mk 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
hQ|mow@Zmz 13.8 运行模拟 182
1K9.3n 13.9 创建脚本 184
bL7Gkbs&| 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
Jt[ug2 6 14.1 理论背景 186
4!/QB6 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
8!2)=8|f 14.3 生成脚本数据 190
) h]+cGM 14.4 导出散射数据 193
')q0VaohC 14.5 创建臂 194
.:?v;rYk{ 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
-YQh
F;/ 14.7 加载两个臂的文件 200
+v
B}E 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
RnH?95n?{ 14.9 连接元件 202
\Eh5g/,[ 14.10 运行模拟 203
LLgw1 @-D 14.11 创建图以查看结果 204
J&aN6 l? 有兴趣可以扫码加微咨询
y[i}iT/~ j6l1<3j
