前 言 O{w'i| k2 Y * 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。
nOj0"c FvVR \a 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。
(' Doy1L KKJ)BG?qZ 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。
`@)>5gW&p
I("lG Y 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。
j8#xNA ! u X0G4 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。
`#x}- A$ iz @LS 《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
y ir Q 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 Hu-Y[~9^L:
k^C^.[?
L$Yg*]\ 目 录 .Mb<.R3 1 入门指南 4
|p\vH#6y+ 1.1 OptiBPM安装及说明 4
[ 30ta<- 1.2 OptiBPM简介 5
sm9 /sX! 1.3 光波导介绍 8
gof'NT\c 1.4 快速入门 8
3]cW08"c 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
`y0u(m5 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
vn5O8sD 2.2 定义布局设置 29
dDxb}d x8 2.3 创建一个MMI耦合器 31
;VW->i a6 2.4 插入input plane 35
]**h`9MF
2.5 运行模拟 39
w+W! dM 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
QuWW a|g^. 3 创建一个单弯曲器件 44
"f |xIK`c 3.1 定义一个单弯曲器件 44
uZhY)o*]@ 3.2 定义布局设置 45
:HW\awv 3.3 创建一个弧形波导 46
Uuq*;L 3.4 插入入射面 49
xixdv{M<FF 3.5 选择输出数据文件 53
Um2RLM% 3.6 运行模拟 54
8K@>BFk1. 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
= %Z5"] ; 4 创建一个MMI星形耦合器 60
CEHtr90P 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
^<OcbO n;O 4.2 定义布局设置 61
c ]]e( 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
/{71JqFis 4.4 插入输入面 62
(T 8In 4.5 运行模拟 63
aPR XK1 4.6 预览最大值 65
XT ` 2Z= 4.7 绘制波导 69
h #JX$9 4.8 指定输出波导的路径 69
y)*W!]:7^> 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
tRu j}n+x 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
$ /#F9>e Z 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
E - +t[W 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
tB{HH%cV 5.1 定义波导材料 75
YU ,fx<c 5.2 定义布局设置 76
qac8zt#2
C 5.3 创建波导 76
R8bKE(*rxj 5.4 修改输入平面 77
J5 "d|i 5.5 指定波导的路径 78
;m#_Rj6 5.6 运行模拟 79
)\RG
NJMC 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
o* sss 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
A~M .v0 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
F_.1^ XM 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
C'.^2s#e8 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
w:nLm, 6.2 定义布局结构 89
SbXV'&M2AT 6.3 绘制并定位波导 91
)o`[ wq 6.4 生成布局脚本 95
MN^d28^/ 6.5 插入和编辑输入面 97
~+S,`8-P 6.6 运行模拟 98
?<efKs 6.7 修改布局脚本 100
>J) 9&? 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
?*L{xNC# 7 应用预定义扩散过程 104
(i;,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
X 4CiVV 7.2 定义布局设置 106
noZ!j>f{@l 7.3 设计波导 107
~c`%k> $
7.4 设置模拟参数 108
Av>xgfX 7.5 运行模拟 110
r H$M6S 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
* -X`^R 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
*?rO@sQy] 7.8 添加一个新的轮廓 111
tSVU,m 7.9 创建上方的线性波导 112
'37 <+N 8 各向异性BPM 115
G#YBfPmr 8.1 定义材料 116
Ia j` u 8.2 创建轮廓 117
45Lzq6 8.3 定义布局设置 118
. L9 n 8.4 创建线性波导 120
te;VGpv. 8.5 设置模拟参数 121
V;d<S @$ 8.6 预览介电常数分量 122
d]vom@iI 8.7 创建输入面 123
{RN-rF3w 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
-,q
qQf 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
O`Y @U?^N 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
*r)d tI* 9.2 定义布局设置 130
,wZq ~; 2 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
N{H#j6QW 9.4 编辑输入平面 132
GG
%*d] 9.5 设置模拟参数 134
x}~Z[ bx 9.6 运行模拟 135
3,0b<vfSv 10 电光调制器 138
[&sabM`Ul 10.1 定义电解质材料 139
} 8[ 10.2 定义电极材料 140
w ufQyT` 10.3 定义轮廓 141
2oo\ SmO] 10.4 绘制波导 144
pfQ3Y$ z 10.5 绘制电极 147
Y^ b}~t 10.6 静电模拟 149
' HJ<"< 10.7 电光模拟 151
w[g`)8Ib 11 折射率(RI)扫描 155
*^:s! F 11.1 定义材料和通道 155
S2
MJb 11.2 定义布局设置 157
=klfCFwP 11.3 绘制线性波导 160
G^:?)WRG 11.4 插入输入面 160
LKgo(&mY 11.5 创建脚本 161
kG u{[Rh 11.6 运行模拟 163
)cU$I) 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
Y/T-2)D 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
e_}tK1 XY 12.1 定义材料 165
l[^0Ik-G 12.2 创建参考轮廓 166
y Cwe:58 12.3 定义布局设置 166
R-tZC9
@ 12.4 用户自定义轮廓 167
NH4T*R)Vz 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
Ec&_& 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
vs@u*4.Ut< 13.1 定义材料 173
H LPY%VeD 13.2 创建钛扩散轮廓 173
Bh7hF?c Sj 13.3 定义晶圆 174
@U:PXCvh 13.4 创建器件 175
3|%058bF 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
>z7 3uKA( 13.6 定义电极区域 178
(9b%'@A@m -/:K.SY, [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
[x'D+! 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
vy-q<6T}:p 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
3R%yKa# 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
'EN80+xYX 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
^]. U?t.n) 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
)Myx(w"S 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
q2/kegAT 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
o5:md :\ 14.11 创建图以查看结果 204
`dhBLAt \Nk578+AA 有兴趣可以扫码加微联系
