前 言 6{?B`gm7g LZ1 )zoJ 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。
)s> R~7 eIt<da<G? 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。
\ H!Klp Na$[nv8qh 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
\~I>@SG2W+ [ih^VlZ 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
V%[3 4G +E
}q0GV 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
+Z=DvKsTJ cP >[H:\Xc 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
|sPUb;&~ 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 Isg\ fSK<j
Ew*SA . MH;u3U 目 录 e3]v
*<bj 1 入门指南 4
-5#cfi4^* 1.1 OptiBPM安装及说明 4
6l& ,!f d 1.2 OptiBPM简介 5
J)= "Im) 1.3 光波导介绍 8
\JIyJ8FleC 1.4 快速入门 8
Eanwk` Rx 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
7&vDx=W 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
Q4F&#^02y 2.2 定义布局设置 29
#=
@?)\~ 2.3 创建一个MMI耦合器 31
*apkw5B}C 2.4 插入input plane 35
^BhS* 2.5 运行模拟 39
sTw+.m{F 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
QEc4l[^{.B 3 创建一个单弯曲器件 44
yUEvva 3.1 定义一个单弯曲器件 44
QeG3X+ 3.2 定义布局设置 45
n|eM}ymF+ 3.3 创建一个弧形波导 46
j. mla 3.4 插入入射面 49
Oz Axnd\.N 3.5 选择输出数据文件 53
tYMPqP,1. 3.6 运行模拟 54
w7b\?]}@ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
CRPE:7,D 4 创建一个MMI星形耦合器 60
YZ^mH < 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
_[$,WuG1 4.2 定义布局设置 61
EjP9/V G@= 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
!AN; 4.4 插入输入面 62
:?SD#Vvrh. 4.5 运行模拟 63
{ _~vf 4.6 预览最大值 65
>1RL5 _US 4.7 绘制波导 69
V{n7KhN~Y! 4.8 指定输出波导的路径 69
/o9
0O& 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
nfksi``Vq 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
3 >mAZZL5[ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
1G )I|v9R 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
~ {-9qOGw; 5.1 定义波导材料 75
% {ory5 5.2 定义布局设置 76
qIvnPaYW 5.3 创建波导 76
D 3Tqk^5 5.4 修改输入平面 77
8~y&" \ 5.5 指定波导的路径 78
61](a;Di 5.6 运行模拟 79
5:(/k\9+yv 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
YFP< ^y= 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
+`uNO<$~f 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
DGNn#DP 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
Y-lTPR<Eq 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
i@mS8%|l 6.2 定义布局结构 89
zZ;V9KM>v 6.3 绘制并定位波导 91
q1Mt5O} 6.4 生成布局脚本 95
*U +<Hv`C 6.5 插入和编辑输入面 97
fGoJP[ae 6.6 运行模拟 98
:Q8*MJ3&V 6.7 修改布局脚本 100
n 0g8B 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
$ i%#fN 7 应用预定义扩散过程 104
F ESl#.} 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
m"!Q5[ 7.2 定义布局设置 106
kLc@U~M 7.3 设计波导 107
N uW6~PV 7.4 设置模拟参数 108
7[ I +1 7.5 运行模拟 110
'3?-o|v@D 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
)YW"Zo8~!1 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
zI4d|P 7.8 添加一个新的轮廓 111
#n]K$k> 7.9 创建上方的线性波导 112
%<fs \J^k 8 各向异性BPM 115
-F_c Bu81V 8.1 定义材料 116
}{)Rnb@
> 8.2 创建轮廓 117
<<R2
X1 8.3 定义布局设置 118
J&&)%&h 'I 8.4 创建线性波导 120
g'cVsO)S 8.5 设置模拟参数 121
aJ}hlM > 8.6 预览介电常数分量 122
_|T{2Lv wT 8.7 创建输入面 123
|K9*><P?)2 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
2_}oOt?qiM 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
FC
WF$'cO 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
u U%Z%O 9.2 定义布局设置 130
~t n$AtK 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
%xr'96d 9.4 编辑输入平面 132
' x 5p ?m 9.5 设置模拟参数 134
7M8 cF>o 9.6 运行模拟 135
-[}Aka,f! 10 电光调制器 138
q3C 10.1 定义电解质材料 139
+;4 ;~>Y 10.2 定义电极材料 140
oW^>J- 10.3 定义轮廓 141
W]XM<# ^^ 10.4 绘制波导 144
>@Pw{Zh$ 10.5 绘制电极 147
_>Z C;+c? 10.6 静电模拟 149
q" EW*k+
) 10.7 电光模拟 151
bg|dV 11 折射率(RI)扫描 155
4ETHaIiWp 11.1 定义材料和通道 155
Y>at J 11.2 定义布局设置 157
'#SZ|Rr6tX 11.3 绘制线性波导 160
LcB+L]( 11.4 插入输入面 160
oY0*2~sg 11.5 创建脚本 161
\;KSx3o 11.6 运行模拟 163
h=\1ZQKC) 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
Zu2`IzrG# 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
/GX>L) 12.1 定义材料 165
]=9 d'WL 12.2 创建参考轮廓 166
(E7"GJ 12.3 定义布局设置 166
w}#3 pU<< 12.4 用户自定义轮廓 167
QU aV;6
4 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
EV-sEl8ki 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
bDudETl 13.1 定义材料 173
`wZ 13.2 创建钛扩散轮廓 173
%|ClYr 13.3 定义晶圆 174
'IFA>}e7W 13.4 创建器件 175
H\H7a.@nkF 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
IaQm)"Z 13.6 定义电极区域 178
@3 $ I Z= Cw7 E [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
L>mM 6$l 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
4_ypFuS ^ 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
m5&Ht (I%n 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
P{ 9wJ< 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
O2?yI8|Jn 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
a6cU<(WDeh 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
:5$ErI 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
m mZP; 14.11 创建图以查看结果 204
mj'N)6 ga rsa_)iBC 有兴趣可以扫码加微联系
