前 言
+IWf~|s c5uC?b]. 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。
4 P=1)t?tX G mE`YW 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。
Ihr[44# wnK6jMjkSf 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。
2+?W{yAEi BTYYp1 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。
<}h <By) i(.V`G= 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。
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L8
《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
$E[M[1j n~BQ q -1 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 _Pa@% /
Iz83T9I& 目 录
8DMqjt3B 1 入门指南 4
?.uh p 1.1 OptiBPM安装及说明 4
,fTC}> s4 1.2 OptiBPM简介 5
<#;5)!gr{ 1.3 光波导介绍 8
g kV`ZT9 1.4 快速入门 8
N` $F>E,T% 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
Mw"[2PA 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
:VWN/ m 2.2 定义布局设置 29
<;'{Tj-" 2.3 创建一个MMI耦合器 31
nd,\<}uP9 2.4 插入input plane 35
(d@(QJ 2.5 运行模拟 39
\IYv9ScAx 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
j cvq:i{ 3 创建一个单弯曲器件 44
t#8QyN 3.1 定义一个单弯曲器件 44
$aB`A$'hK 3.2 定义布局设置 45
'p\&Mc_Gu 3.3 创建一个弧形波导 46
(v
KJyk+Y 3.4 插入入射面 49
KKb7dZbt< 3.5 选择输出数据文件 53
PFx.uqp 3.6 运行模拟 54
EY Z&%.Sy5 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
3Nwix_&S 4 创建一个MMI星形耦合器 60
D5({&.X[- 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
"w0~f6o 4.2 定义布局设置 61
MxI*ml8z? 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
e6H}L:; 4.4 插入输入面 62
]dl.~;3~~ 4.5 运行模拟 63
O"kb*// 4.6 预览最大值 65
1zG 6^U 4.7 绘制波导 69
J %B/(v ` 4.8 指定输出波导的路径 69
2~7 *jA+Ab 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
pDJN}XtjT 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
;@Z1y 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
@Q{:m)\ 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
%Ie,J5g5 5.1 定义波导材料 75
R
>SZ E" 5.2 定义布局设置 76
s]`6u yW" 5.3 创建波导 76
k ka{u[ruA 5.4 修改输入平面 77
qmGHuQVe 5.5 指定波导的路径 78
\ZhkOl 5.6 运行模拟 79
~ ;pP@DA 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
i92Z`jiR 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
,3eN& 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
WlY\R>x# 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
4 #KC\C 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
7 J`v# 6.2 定义布局结构 89
-|s% 5p| 6.3 绘制并定位波导 91
d(d3@b4Ta 6.4 生成布局脚本 95
uHbbPtk 6.5 插入和编辑输入面 97
$FIJI^Kd7 6.6 运行模拟 98
1M?x,N_W 6.7 修改布局脚本 100
N+5f.c+S- 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
yw% E S 7 应用预定义扩散过程 104
'/ Vm[L$d 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
2XV| ( 7.2 定义布局设置 106
s! yD%zO 7.3 设计波导 107
5T9[a 7.4 设置模拟参数 108
9-&@ Y 7.5 运行模拟 110
W> Pcj EI 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
<;> k[P' 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
p` Tl)[* 7.8 添加一个新的轮廓 111
nygeR|:\ 7.9 创建上方的线性波导 112
) k[XO 8 各向异性BPM 115
U8HuqFC 8.1 定义材料 116
P, F 5Hf 8.2 创建轮廓 117
!B{(EL=g 8.3 定义布局设置 118
e.(d?/!F_ 8.4 创建线性波导 120
]SL+ZT 8.5 设置模拟参数 121
q3-cWfU 8.6 预览介电常数分量 122
)@y'$)5s 8.7 创建输入面 123
-`Zk`s|! 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
k%-UW% 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
3BLH d< 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
rTJU)4I^h 9.2 定义布局设置 130
G MLx$?=j 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
qX6zk0I a 9.4 编辑输入平面 132
:x3DuQP 9.5 设置模拟参数 134
1GLb^:~A 9.6 运行模拟 135
$Op:-aW& 10 电光调制器 138
-cZuP7oA
10.1 定义电解质材料 139
7~P!Z=m^^f 10.2 定义电极材料 140
[!} uj`e 10.3 定义轮廓 141
;
+Ie<oW 10.4 绘制波导 144
{\VsM#K6 10.5 绘制电极 147
#L*MMC" 10.6 静电模拟 149
:'fK `G
6 10.7 电光模拟 151
eISHV.QV 11 折射率(RI)扫描 155
kZ:~m1dd 11.1 定义材料和通道 155
$SniQ 11.2 定义布局设置 157
i
!SN"SY 11.3 绘制线性波导 160
^;\6 ju2 11.4 插入输入面 160
rXe+#`m2 11.5 创建脚本 161
#0#6e T{- 11.6 运行模拟 163
t)(>E'X
x 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
v"J|Ebx 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
`@:k*d 12.1 定义材料 165
ms+gq 12.2 创建参考轮廓 166
#\z"k<{* 12.3 定义布局设置 166
aKRnj!4z 12.4 用户自定义轮廓 167
pf =CP%L 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
/wHfc[b> 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
ry* 9 13.1 定义材料 173
&,]yqG 2 13.2 创建钛扩散轮廓 173
(51;cj>J 13.3 定义晶圆 174
]tbl1=| 13.4 创建器件 175
MSt@yKq 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
i.ivHV~ - 13.6 定义电极区域 178
Zzr 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
gvP.\,U 13.8 运行模拟 182
0=OvVU;P 13.9 创建脚本 184
3[m~6 Ys 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
'}P$hP_d 14.1 理论背景 186
f{] W*!VV- 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
4&`d$K 14.3 生成脚本数据 190
gkx<<)y
l 14.4 导出散射数据 193
Y3' dV) 14.5 创建臂 194
+2 s][^-KV 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
jSvo- 14.7 加载两个臂的文件 200
m W4tW 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
!t&C,@Ox 14.9 连接元件 202
;AarpUw' 14.10 运行模拟 203
#)KQ-x, 14.11 创建图以查看结果 204
Xkp`1UTH 有兴趣可以扫码加微咨询
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