前 言 jDoWSYu4tY n7G$ gLX 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。
zSO[f -1R~3j1_ 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。
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! 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。
yBoZ@9Do vB p5&* 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。
6 D O E6 wg_Z!(Hr# 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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ueI< 《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
7\xa_nrI 上海讯技光电科技有限公司
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Rl~Tw9 o kYsjK5 目 录 z 4-wvn<* 1 入门指南 4
5?O"N 1.1 OptiBPM安装及说明 4
0ePZxOSjD 1.2 OptiBPM简介 5
CeQcnJU 1.3 光波导介绍 8
p d6 d( 1.4 快速入门 8
J L3A/^ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
wKYfqNCH 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
ivm.n g[ 2.2 定义布局设置 29
cZYX[.oIB 2.3 创建一个MMI耦合器 31
Rq 7ks To 2.4 插入input plane 35
+[ F8>9o& 2.5 运行模拟 39
jmIP c3O0 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
/vMpSN|3 3 创建一个单弯曲器件 44
i <bs{Cu_S 3.1 定义一个单弯曲器件 44
pmS=$z;I 3.2 定义布局设置 45
V= _8G3 3.3 创建一个弧形波导 46
j\a?n4g - 3.4 插入入射面 49
f6XWA_[i@ 3.5 选择输出数据文件 53
MS b{ve_ 3.6 运行模拟 54
Z(Vr mz2. 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
Gd"*mL d 4 创建一个MMI星形耦合器 60
5H U>o|. 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
y.nw6.`MR 4.2 定义布局设置 61
8_lD*bEt 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
yE7pCgXt 4.4 插入输入面 62
v<)
}T5~r 4.5 运行模拟 63
5&>(|Y~I 4.6 预览最大值 65
B}(YD;7vJ 4.7 绘制波导 69
=k_u5@.Z
4.8 指定输出波导的路径 69
@l?%]%v| 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
+k>v^sz 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
=4I361oMf 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
JB -j@ 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
OjCT%6hy; 5.1 定义波导材料 75
K. %E=^~q 5.2 定义布局设置 76
i ]_fh C 5.3 创建波导 76
uODsXi{z 5.4 修改输入平面 77
t@ Jo ?0 s 5.5 指定波导的路径 78
kO.rgW82 5.6 运行模拟 79
#Kl;iY:n 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
%:y-"m1\u$ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
eAqQ~)8^ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
i{8=; 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
o _-t/
? 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
<Z&gAqj 2 6.2 定义布局结构 89
rYLNV!_ 6.3 绘制并定位波导 91
J+T Ym%A;- 6.4 生成布局脚本 95
HGKm?'[' 6.5 插入和编辑输入面 97
-or9!:8 6.6 运行模拟 98
1a' JN e$ 6.7 修改布局脚本 100
O$$N{ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
|QY+vO7fxj 7 应用预定义扩散过程 104
$^l=#tV 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
-P?}
qy^j( 7.2 定义布局设置 106
A@#dv2 JzP 7.3 设计波导 107
brFOQU? 7.4 设置模拟参数 108
wEp/bR1= 7.5 运行模拟 110
o ).pF">jh 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
R0|X;3 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
X bg7mj9c 7.8 添加一个新的轮廓 111
t
_W |` 7.9 创建上方的线性波导 112
2c~^|@ 8 各向异性BPM 115
jm?mO9p~ 8.1 定义材料 116
q^Z\V? 8.2 创建轮廓 117
936t6K& 8.3 定义布局设置 118
qg|+BIi Uz 8.4 创建线性波导 120
C ]`Y PM5 8.5 设置模拟参数 121
8
jT"HZB6 8.6 预览介电常数分量 122
&sRyM'XI 8.7 创建输入面 123
Ia\Nj
_-%L 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
v6r w. 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
<@yyx7 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
9GEcs(A* 9.2 定义布局设置 130
,Q:dAe[ZsX 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
7KEGTKfW 9.4 编辑输入平面 132
oacY-& 9.5 设置模拟参数 134
- (2-zznZ 9.6 运行模拟 135
OlK2<< 10 电光调制器 138
zb4g\H
0 10.1 定义电解质材料 139
P-mrH 10.2 定义电极材料 140
H^s SHj 10.3 定义轮廓 141
&><`? 10.4 绘制波导 144
&a:aW;^A7 10.5 绘制电极 147
Fc]#\d6 10.6 静电模拟 149
R S1oPY
10.7 电光模拟 151
Yv; aQF"a 11 折射率(RI)扫描 155
O~S}u 11.1 定义材料和通道 155
+2g3%c0} 11.2 定义布局设置 157
u>E+HxUJ 11.3 绘制线性波导 160
cnsGP*w 11.4 插入输入面 160
(UM+?]Qwy 11.5 创建脚本 161
F&P)mbz1 11.6 运行模拟 163
@X#m]o u 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
= Dz[| $dV 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
8%"e-chd 12.1 定义材料 165
o#Y1Uamkf 12.2 创建参考轮廓 166
E% 'DIs 12.3 定义布局设置 166
0(kp>%mbB 12.4 用户自定义轮廓 167
E%e-R6gl 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
jyC6:BNust 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
?m!FM:% 13.1 定义材料 173
~RJg.9V 13.2 创建钛扩散轮廓 173
}>w;
+XU 13.3 定义晶圆 174
WIghP5% W 13.4 创建器件 175
&-zI7@! 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
r:IU +3 13.6 定义电极区域 178
'UyL%h;nJ Xx^c?6YM 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
%Xl@o 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
BCbW;w8aI 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
$Yka\tS' 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
J]UH q$B 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
GyCpGP|AZ 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
*O;N"jf
14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
VX%+!6+fS 14.11 创建图以查看结果 204
`et< Z cMg /T.O 有兴趣可以扫码加微联系
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