前 言 Tvf%'%h1 z^s/7 Va[ 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。
lJHV c"*/
meQ>mW 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。
B[k {u#Kp 8$</HNu, 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
mZLrU<)Y rMkoE7 n 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
w~EBm=v_> )i@j``P 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
3_k.`s_Z CjRI!}S 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
,{=pFs2 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 B; f\H,/59
f
S-(Kmh b?D hhf 目 录 X1Vx 6+[ 1 入门指南 4
y>}dKbCN 1.1 OptiBPM安装及说明 4
RK%N:!f q= 1.2 OptiBPM简介 5
(3kz(6S 1.3 光波导介绍 8
3Z.<=D 1.4 快速入门 8
6;rJIk@Fx= 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
~RdJP'YF- 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
U zZzt$Kw 2.2 定义布局设置 29
[|{2&830 2.3 创建一个MMI耦合器 31
y" 4Nw]kU 2.4 插入input plane 35
CMk0(sztU_ 2.5 运行模拟 39
< )01]lKH 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
s~OGl PK 3 创建一个单弯曲器件 44
sp%EA=: E 3.1 定义一个单弯曲器件 44
1&\ A# 3.2 定义布局设置 45
C>\0
"}iD 3.3 创建一个弧形波导 46
\ZSZ(p #1 3.4 插入入射面 49
r)S tp`p 3.5 选择输出数据文件 53
Z!\xVCG"q 3.6 运行模拟 54
7R W5U'B 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
'n1-?T) 4 创建一个MMI星形耦合器 60
Y`$dtg { 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
]&l.-0jt 4.2 定义布局设置 61
ID+ o6/V8 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
N Cm>iEeY 4.4 插入输入面 62
$$my,: nH 4.5 运行模拟 63
M'Fa[n*b?! 4.6 预览最大值 65
v/ dyu 4.7 绘制波导 69
Gwl]sMJ 4.8 指定输出波导的路径 69
e) Q{yO 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
.9r+LA{ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
(sX=#<B% 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
x\/N09 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
cb ICO 5.1 定义波导材料 75
"M e)' 5.2 定义布局设置 76
Snm
m (. 5.3 创建波导 76
O3H~|R+^
5.4 修改输入平面 77
ldEZ _g^ 5.5 指定波导的路径 78
8=XfwwWHy< 5.6 运行模拟 79
WJCh{Xn%* 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
i:8g3|JfMe 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
:Bk!YK 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
mM*jdm(! 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
Ml)0z&jQX 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
h!c6]D4!L 6.2 定义布局结构 89
0MV^-M
6.3 绘制并定位波导 91
_FV<[x,nE8 6.4 生成布局脚本 95
hN(sz 6.5 插入和编辑输入面 97
/$]#L% 6.6 运行模拟 98
0}(ZW~& 1 6.7 修改布局脚本 100
AGxtmBB ; 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
SkGh@\ 7 应用预定义扩散过程 104
zGm#er E 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
014p = W 7.2 定义布局设置 106
G=rgL'{ 7.3 设计波导 107
HH_w!_f 7.4 设置模拟参数 108
+o{]0~ y 7.5 运行模拟 110
2.Kbj^ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
+kh#Jq. 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
< 0S+[7S" 7.8 添加一个新的轮廓 111
PQ}q5?N 7.9 创建上方的线性波导 112
K|Q|v39{b 8 各向异性BPM 115
gY)NPi}!` 8.1 定义材料 116
wI\
n%# 8.2 创建轮廓 117
n veHLHvC7 8.3 定义布局设置 118
- v\n0Jt 8.4 创建线性波导 120
aD
33!
:y 8.5 设置模拟参数 121
{Q/X V= 8.6 预览介电常数分量 122
<I iX_* 8.7 创建输入面 123
?kOt K 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
*- KgU'u? 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
tS$^k)ZXip 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
yJ(B PSt 9.2 定义布局设置 130
*3,GQ%~/z 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
v37TDY3; 9.4 编辑输入平面 132
qu}`;\9@ld 9.5 设置模拟参数 134
AOh\%|} 9.6 运行模拟 135
{J`]6 ba 10 电光调制器 138
|
rY.IbL 10.1 定义电解质材料 139
XYBvM] 10.2 定义电极材料 140
I-@A{vvPK 10.3 定义轮廓 141
Pfy2P pA 10.4 绘制波导 144
N>Dr
z 10.5 绘制电极 147
fpCkT [&m 10.6 静电模拟 149
*'b3Z3c,; 10.7 电光模拟 151
:>@6\ 11 折射率(RI)扫描 155
$d<vPpJ3 11.1 定义材料和通道 155
80i-)a\n 11.2 定义布局设置 157
Y)X
'hk)5| 11.3 绘制线性波导 160
iX 3Y:
11.4 插入输入面 160
^lF 'KW$ 11.5 创建脚本 161
<=]wh |D 11.6 运行模拟 163
jm|x=s3}h 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
b^ SQCX+P 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
@P1#) 12.1 定义材料 165
pS1f y] 12.2 创建参考轮廓 166
6 WD( 12.3 定义布局设置 166
7~g IOu 12.4 用户自定义轮廓 167
zv1#PfO@) 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
'}\#bMeObg 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
MfX1&/Z+ 13.1 定义材料 173
+<\)b( 13.2 创建钛扩散轮廓 173
W%3<"'eP 13.3 定义晶圆 174
?`m#Y&Oi 13.4 创建器件 175
n^H Kf^] 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
P;A9t #\ 13.6 定义电极区域 178
A Th<=1 *]L(,_:" [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
;WF3w 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
N U>'$s 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
wt8?@lJ"/ 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
0E6>P E; 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
v)^8e0vx 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
byT@O:f L 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
R2]2#3` 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
/|
nZ)? 14.11 创建图以查看结果 204
a an)yP aP#nK 有兴趣可以扫码加微联系
