前 言 l(~NpT{=V ;RW5XnVx 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。
cB2~W% H >"D0vj 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。
Jg@eGs\* 6W)#F O` 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。
kj`h{Wc[) F ZfhiIf 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。
vcSb:(' xgWVxX^) 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。
LP} j 0)n r,ep{
p 《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
_j]vR 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 =@.5J'!
|w.5*]?H 0~ cbB 目 录 5,du2 1 入门指南 4
lv& y<d; 1.1 OptiBPM安装及说明 4
|k)Nf+(}W
1.2 OptiBPM简介 5
#|6M*;l N| 1.3 光波导介绍 8
)"s(;kU! 1.4 快速入门 8
@eRv`O" 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
I_ na^s h* 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
S~{ }j vc 2.2 定义布局设置 29
9<"l!noy 2.3 创建一个MMI耦合器 31
6{2 9cX. 2.4 插入input plane 35
C 4\Q8uK 2.5 运行模拟 39
8LlWXeD9 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
O y y E0 3 创建一个单弯曲器件 44
Y NG S"3F 3.1 定义一个单弯曲器件 44
<is%lx(GDX 3.2 定义布局设置 45
-to 3 I 3.3 创建一个弧形波导 46
}z_7?dn/ 3.4 插入入射面 49
@;{iCVW 3.5 选择输出数据文件 53
<nF1f(ky 3.6 运行模拟 54
=T |m#*{.L 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
k
E-+#p 4 创建一个MMI星形耦合器 60
5}`e "X 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
B@,#,-=
4.2 定义布局设置 61
4|KtsAVp{ 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
Ufe@G\uyI 4.4 插入输入面 62
G4)X~.Fy 4.5 运行模拟 63
t +n+ _X 4.6 预览最大值 65
\Gy+y` 4.7 绘制波导 69
\ > 4.8 指定输出波导的路径 69
X=pPkgW 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
i}Cy q 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
{_]<mw d 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
usI$ 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
u'aWvN y+ 5.1 定义波导材料 75
{iVmae 5.2 定义布局设置 76
B0:/7Ld$Ml 5.3 创建波导 76
@'FO M 5.4 修改输入平面 77
k_7agW 5.5 指定波导的路径 78
&(rR )cG 5.6 运行模拟 79
sQ%gf 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
}G 1hB#j 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
*gN)a%9 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
s
F3M= uz 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
4 AuJ 1Z 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
GsC4ty 6.2 定义布局结构 89
e"v oXe 6.3 绘制并定位波导 91
R?+:Js/ 6.4 生成布局脚本 95
Dhp|%_> 6.5 插入和编辑输入面 97
XB\n4 |4 6.6 运行模拟 98
#[NNb?`F 6.7 修改布局脚本 100
hOIk6}r4X 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
G>0 hi1 7 应用预定义扩散过程 104
CFiO+p& 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
#nJ&`woZt 7.2 定义布局设置 106
!7aJfs2 7.3 设计波导 107
qn~ :B7f 7.4 设置模拟参数 108
7VAet 7.5 运行模拟 110
F(;C \[Ep 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
2^=.jML[ 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
i{6wns?KMj 7.8 添加一个新的轮廓 111
XGMO~8 3 7.9 创建上方的线性波导 112
)>rHM6-W 8 各向异性BPM 115
2~2j?\AEd. 8.1 定义材料 116
P};GcV- 8.2 创建轮廓 117
jd?NN:7 8.3 定义布局设置 118
,{u' 7p 8.4 创建线性波导 120
Q1?0 ]5 8.5 设置模拟参数 121
7NDjXcuq 8.6 预览介电常数分量 122
ouR(l; 8.7 创建输入面 123
rty&\u @} 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
odC}RdN 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
P0XVR_TJf 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
#[ch?K 9.2 定义布局设置 130
UqZ#mK i 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
!0
-[}vvU 9.4 编辑输入平面 132
yaKw/vV 9.5 设置模拟参数 134
ad[oor/7| 9.6 运行模拟 135
\h 1 T/_4 10 电光调制器 138
HrS 10.1 定义电解质材料 139
_=RK 10.2 定义电极材料 140
u3@v 10.3 定义轮廓 141
Xb KN H> 10.4 绘制波导 144
S K7b]J> 10.5 绘制电极 147
:T # "bY 10.6 静电模拟 149
x$Tf IFy 10.7 电光模拟 151
'ai!6[|SD 11 折射率(RI)扫描 155
om}jQJ]KH 11.1 定义材料和通道 155
~ 6-6aYhe 11.2 定义布局设置 157
_4#&!b6 11.3 绘制线性波导 160
Tx\g5rk 11.4 插入输入面 160
E5F0C]hq 11.5 创建脚本 161
f6zS_y9gn 11.6 运行模拟 163
Z* L{; 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
cJ!C=J 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
"/}cV5=Z 12.1 定义材料 165
eGh7 ,wngH 12.2 创建参考轮廓 166
auT'ATW7i 12.3 定义布局设置 166
WYNO6Xb#: 12.4 用户自定义轮廓 167
z^=e3~-J 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
Du."O]syD 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
8'6$t@oT9w 13.1 定义材料 173
"ZLujpZcG 13.2 创建钛扩散轮廓 173
d T*8I0\+ 13.3 定义晶圆 174
OGqsQ 13.4 创建器件 175
~^R?H S 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
,,KGcDBj 13.6 定义电极区域 178
0[T>UEI? jJD Y l( [ [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
"~HV!(dRMC 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
8x9$6HO 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
^HasT4M+ x 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
Zc9j_.?* 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
}./_fFN@ 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
)mb RG9P 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
|Z nR r 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
{!9i 8T 14.11 创建图以查看结果 204
oK3aW6 2>bV+[@B 有兴趣可以扫码加微联系
