前 言 Z[?mc| *x BPv>$
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。
:TalW~r | pQa:pX 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。
`<frgXu64 =(o']Zaa A 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。
#7G*GbKY lDU_YEQ> 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。
5B4Ssrs5W~ iE].&>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。
F3M aqr y vB'>[jvA| 《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
bHE2,;o 上海讯技光电科技有限公司
zM#sOg
78 f$6J q !l@zT}i?? 目 录 L2UsqVU 1 入门指南 4
nz]&a1"& 1.1 OptiBPM安装及说明 4
ac{?+]8} 1.2 OptiBPM简介 5
# xh_ 1.3 光波导介绍 8
Yk!/ow@. 1.4 快速入门 8
3FE( }G 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
hX:"QXx 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
pCi#9=?N 2.2 定义布局设置 29
~`ny @WD9 2.3 创建一个MMI耦合器 31
zi@]83SS# 2.4 插入input plane 35
V)ig)(CT 2.5 运行模拟 39
Vq Sc;w 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
zP\7S}p7% 3 创建一个单弯曲器件 44
w;6bD'.>; 3.1 定义一个单弯曲器件 44
KngTc(^_D 3.2 定义布局设置 45
=FP0\cQ. 3.3 创建一个弧形波导 46
>$WQxbwM( 3.4 插入入射面 49
yw-8#y 3.5 选择输出数据文件 53
B;>{0
s 3.6 运行模拟 54
w8S!%abl1 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
Pz*_)N}j > 4 创建一个MMI星形耦合器 60
1\*\?\T>_ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
F,BOgWwP 4.2 定义布局设置 61
/ P|fB]p 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
FY{e2~gi 4.4 插入输入面 62
V" \0Y0 4.5 运行模拟 63
Fb22p6r 4.6 预览最大值 65
*g}Yw 4.7 绘制波导 69
^zzP. 4.8 指定输出波导的路径 69
yZr M.%V 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
^& @w$ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
v{zMO:3 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
_|[UI.a 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
y;w x?1 ) 5.1 定义波导材料 75
XR2~Q)@ 5.2 定义布局设置 76
}D4 11228 5.3 创建波导 76
lGwl1 ,= 5.4 修改输入平面 77
tz4
]qOH8 5.5 指定波导的路径 78
v\16RD 5.6 运行模拟 79
)a 9 ]US^ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
-}O1dEn. 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
00v&lQBW 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
X[
q+619 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
<h%O?mkC 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
f=C ,e/sw 6.2 定义布局结构 89
5pr "d@. 6.3 绘制并定位波导 91
zJP6F.Ov! 6.4 生成布局脚本 95
Y} #h5 \ 6.5 插入和编辑输入面 97
SDu#Yt&mhh 6.6 运行模拟 98
D]w!2k%V 6.7 修改布局脚本 100
N H$r
Z7$ 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
@KX
\Er 7 应用预定义扩散过程 104
t!*+8Q !e 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
(py]LB Z 7.2 定义布局设置 106
?]D"k 4 7.3 设计波导 107
\ f A {1 7.4 设置模拟参数 108
yFDv6yJ. 7.5 运行模拟 110
~gB>) ] 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
^O^l(e!3 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
)* 4fzo 7.8 添加一个新的轮廓 111
(WJ${OW 7.9 创建上方的线性波导 112
JkW9 D)6 8 各向异性BPM 115
:Y9NLbv 8.1 定义材料 116
GpZ c5c 8.2 创建轮廓 117
qM#R0ZUIe\ 8.3 定义布局设置 118
o-} R?> 8.4 创建线性波导 120
6-?66g mT 8.5 设置模拟参数 121
XsnF~ )YW 8.6 预览介电常数分量 122
fo Jdu+^ 8.7 创建输入面 123
Fx-8M! 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
': N51kC 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
sB;@>NY 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
1V8-^ 9.2 定义布局设置 130
EwOV;>@T? 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
8\{^|y9- 9.4 编辑输入平面 132
`rf _7 9.5 设置模拟参数 134
W5SJ^,d)J 9.6 运行模拟 135
J,Ks0M A 10 电光调制器 138
<.Nx[!'~&d 10.1 定义电解质材料 139
*S/_ i-ony 10.2 定义电极材料 140
%-d]X{J: 10.3 定义轮廓 141
>JiltF7H0 10.4 绘制波导 144
{&"N%;`Q 10.5 绘制电极 147
eImn+_ N3 10.6 静电模拟 149
X7s
`U5'l 10.7 电光模拟 151
oWYmj=D~2z 11 折射率(RI)扫描 155
Ei2'[PK 11.1 定义材料和通道 155
y~)1
1]'> 11.2 定义布局设置 157
*zr(Z v 11.3 绘制线性波导 160
w8n|B?Sr 11.4 插入输入面 160
,yd?gP-O 11.5 创建脚本 161
CiB%B`,N 11.6 运行模拟 163
qK)73eNSR 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
O%FPS= 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
XLH0 ;+CL{ 12.1 定义材料 165
br|;'i%( 12.2 创建参考轮廓 166
I '|$}/\` 12.3 定义布局设置 166
;VWAf;U; B 12.4 用户自定义轮廓 167
m auI42 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
~ R(%D-k 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
9/nn)soC3 13.1 定义材料 173
rwGKfoKI 13.2 创建钛扩散轮廓 173
6L)% T02C 13.3 定义晶圆 174
=5\|[NSK- 13.4 创建器件 175
xD6@Qk 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
8 XU1 /i7N 13.6 定义电极区域 178
2 $Tj84'X 92EWIHEWZ 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
V3"=w&2]K 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
xXM{pd 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
zzxGAVu 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
p`l0?^r
c" 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
['T:ea6B 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
&}A[x1x06) 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
)a-Du$kd 14.11 创建图以查看结果 204
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fFu 有兴趣可以扫码加微联系
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