前 言
h [@}} 6 rK\9# [?x 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。
14DhJUV"b "hk {"0E 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。
K /$-H#;N 1Qw_P('} 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
@`qB[<t8:< /gn!="J 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
E=Vp%08( waU2C2!w 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
~jzjJ&O&
nH<#MG BS 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
6Ad C &["e1k i 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 '<s54 Cb
/0o#V-E) 目 录
Sm{> 8e}UE 1 入门指南 4
_F5*\tQ 1.1 OptiBPM安装及说明 4
/;k Sa}"Q 1.2 OptiBPM简介 5
]!j%Ad 1.3 光波导介绍 8
9Dbbk/j| 1.4 快速入门 8
E \ls- (, 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
R?IRE91 : 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
CeeAw_*@ 2.2 定义布局设置 29
d<6m _! L 2.3 创建一个MMI耦合器 31
%>$Pu y\U 2.4 插入input plane 35
74 &q2g{ 2.5 运行模拟 39
q[GD K^-g
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
7]9,J(:Ed 3 创建一个单弯曲器件 44
\!x CmQ 3.1 定义一个单弯曲器件 44
6bPl(.(3 3.2 定义布局设置 45
)KEW`BC5T 3.3 创建一个弧形波导 46
]6F\a= J 3.4 插入入射面 49
{ PR "}x 3.5 选择输出数据文件 53
F0~<p[9Nx 3.6 运行模拟 54
' /)qI. 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
d&\3}uH 4 创建一个MMI星形耦合器 60
2$ &B@\WY 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
" :f]egq
- 4.2 定义布局设置 61
\Hdsy="Dnh 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
~GcWG4 4.4 插入输入面 62
I _ gE`N 4.5 运行模拟 63
T2 S fB s 4.6 预览最大值 65
uuxVVgWp{ 4.7 绘制波导 69
@mmnr?_w 4.8 指定输出波导的路径 69
C$0g2X 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
l*6Zh "o: 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
#f< v% 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
Inn{mmz
1 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
wJNm}Wf 5.1 定义波导材料 75
u88wSe<\X 5.2 定义布局设置 76
Io|D u 5.3 创建波导 76
9?8PMh. 5.4 修改输入平面 77
o+B) 5.5 指定波导的路径 78
+<j7^AEG 5.6 运行模拟 79
fvcS=nRQv 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
7}g4ePYag 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
Bp3E)l 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
&!OEd ] 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
DzQ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
DY9]$h*y 6.2 定义布局结构 89
]8}51 y8 6.3 绘制并定位波导 91
iaCV8`&q% 6.4 生成布局脚本 95
x M(H4.< 6.5 插入和编辑输入面 97
B\v+C!/f | 6.6 运行模拟 98
l?=\ 9y 6.7 修改布局脚本 100
p[(I5p: L 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
:8!RGtn 7 应用预定义扩散过程 104
ICvV}%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
8AX_y3$ 7.2 定义布局设置 106
M
`^[Y2 c 7.3 设计波导 107
P R Wb6 7.4 设置模拟参数 108
o6d x\ 7.5 运行模拟 110
Ps74SoD- 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
,/D}a3JD 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
wWy; dma# 7.8 添加一个新的轮廓 111
} !AS? 7.9 创建上方的线性波导 112
KWZhCS?[( 8 各向异性BPM 115
ocFk#FW 8.1 定义材料 116
nuXL{ tg6 8.2 创建轮廓 117
3f] ;y<Km 8.3 定义布局设置 118
#3QPcoxa 8.4 创建线性波导 120
IQRuqp KL 8.5 设置模拟参数 121
Jsysk $R 8.6 预览介电常数分量 122
z@i4 8.7 创建输入面 123
d<6F'F^w.7 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
mAtqF
%V 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
D2?H"PH 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
\xj;{xc 9.2 定义布局设置 130
O=A2QykV( 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
?B1Zfu0 9.4 编辑输入平面 132
>%k6k1CZ 9.5 设置模拟参数 134
RqtBz3v 9.6 运行模拟 135
I I+y 10 电光调制器 138
W&IG,7tr 10.1 定义电解质材料 139
y
%Q. ( 10.2 定义电极材料 140
ch8a 10.3 定义轮廓 141
A^>@6d $2 10.4 绘制波导 144
y :W6;R 10.5 绘制电极 147
} #r TUX 10.6 静电模拟 149
lL:a}#qx U 10.7 电光模拟 151
Dz( \ ? 11 折射率(RI)扫描 155
NO o? 11.1 定义材料和通道 155
z# ^fS
| 11.2 定义布局设置 157
.9 r YBy 11.3 绘制线性波导 160
5 wrRtzf 11.4 插入输入面 160
|o i+|r 11.5 创建脚本 161
^_;'9YD 11.6 运行模拟 163
WVdV :vJ - 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
}OpU G 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
>u?.gJm ~ 12.1 定义材料 165
C9!t&<\ } 12.2 创建参考轮廓 166
P>V oA 12.3 定义布局设置 166
Aqmpo3P[+ 12.4 用户自定义轮廓 167
tWIs
|n 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
m2c'r3 UEu 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
jYHn J}< 13.1 定义材料 173
^#H a H 13.2 创建钛扩散轮廓 173
>fH0>W+! 13.3 定义晶圆 174
%
i4
5 13.4 创建器件 175
%S`& R 5 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
{A/r) 13.6 定义电极区域 178
566!T_ 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
|ia5Mr"t 13.8 运行模拟 182
a!9'y c 13.9 创建脚本 184
fg^AEn1i 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
VJ~D.ec 14.1 理论背景 186
J~m$7T3Af 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
2n:<F9^" 14.3 生成脚本数据 190
3iCe5VF 14.4 导出散射数据 193
c/|{yp$Ga> 14.5 创建臂 194
hdPGqJE 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
5/=$p:E> 14.7 加载两个臂的文件 200
q)?%END 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
r&{8/ 5 " 14.9 连接元件 202
FDMQ Lx f 14.10 运行模拟 203
b`jR("U 14.11 创建图以查看结果 204
Ew/MSl6} 有兴趣可以扫码加微咨询
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