前 言 N1RZ m CFScT 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。
0R,?$qM\ k,xY\r$ 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。
!\a'GO[ d#N< t` 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。
Tn+6:<OFdO :QnN7&j|(w 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。
h Znq\p~ /?%zNkcxu 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。
w. gI0` s@sr.'yU 《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
qV$\.T>x 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 j*m7&wOE
K .cMuh (u81p 目 录 We#u-#k_O 1 入门指南 4
, C88%k 1.1 OptiBPM安装及说明 4
.kSx>3 1.2 OptiBPM简介 5
Y" & &=M# 1.3 光波导介绍 8
QvK-3w;= 1.4 快速入门 8
%aU4d
e^ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
/jQW4 eW0 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
(gQ^jmZPG 2.2 定义布局设置 29
Kb~s'cTxIO 2.3 创建一个MMI耦合器 31
)+c4n] 2.4 插入input plane 35
hL#5:~( 2.5 运行模拟 39
Gb6t`dSzz 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
48CLnyYiF 3 创建一个单弯曲器件 44
`}ak;^Me 3.1 定义一个单弯曲器件 44
7z'l}*FRD 3.2 定义布局设置 45
+(iM]L$Fw% 3.3 创建一个弧形波导 46
,v$gWA!l 3.4 插入入射面 49
U+t|wK 3.5 选择输出数据文件 53
] Cpd`}' 3.6 运行模拟 54
"8wRx Dr+ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
-b "7WBl 4 创建一个MMI星形耦合器 60
0FfBD[E: 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
klduJ T
> 4.2 定义布局设置 61
W i s_N3M 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
$j*j {}K 4.4 插入输入面 62
zhbp"yju7 4.5 运行模拟 63
wt4uzg8 4.6 预览最大值 65
P g.PD,&U 4.7 绘制波导 69
H 4.8 指定输出波导的路径 69
.7TQae% 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
i $H aE)qZ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
je1f\ N45 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
wkK61a h6 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
[H5TtsQ[ 5.1 定义波导材料 75
sw{,l"]< 5.2 定义布局设置 76
\TS t 5.3 创建波导 76
+2!J 3{[J 5.4 修改输入平面 77
w?6"`Mo 5.5 指定波导的路径 78
N!>G g|@~ 5.6 运行模拟 79
z5PFppSQ 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
n*G[ZW*Uc 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
[H-,zY 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
h%
BA,C 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
@ e# eAJhU 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
W8j)2nKD 6.2 定义布局结构 89
DQM\Y{y|3 6.3 绘制并定位波导 91
jZu"> Eh, 6.4 生成布局脚本 95
5inmFT?9Z 6.5 插入和编辑输入面 97
w4U]lg<}E 6.6 运行模拟 98
(.a: jL$ 6.7 修改布局脚本 100
n<6p 0w 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
s0"S;{_# 7 应用预定义扩散过程 104
u1a5Vtel 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`! C|?hu 7.2 定义布局设置 106
}R:e[lKj 7.3 设计波导 107
5 7e'a&}e 7.4 设置模拟参数 108
=s`\W7/;{- 7.5 运行模拟 110
} 5i0R 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
.a\b_[ +W 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
%1fH-:c=C0 7.8 添加一个新的轮廓 111
Mw2?U>h1 7.9 创建上方的线性波导 112
)tGeQXVhbJ 8 各向异性BPM 115
cUssF%ud] 8.1 定义材料 116
;:Q 5?zM 8.2 创建轮廓 117
zRPX mu{t 8.3 定义布局设置 118
MVU5+w X 8.4 创建线性波导 120
[=079UN-X 8.5 设置模拟参数 121
l-4T Tg 8.6 预览介电常数分量 122
I`k aAOe 8.7 创建输入面 123
3eQ-P8LS 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
/gh=+;{ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
Qi`Lj5;\F 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
.C(Ir 9.2 定义布局设置 130
la N:H mR8 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
u5^fiw]C 9.4 编辑输入平面 132
A\Rkt;: 9.5 设置模拟参数 134
ko\VDyt, 9.6 运行模拟 135
e`ti*1]q 10 电光调制器 138
r=6-kC!T9 10.1 定义电解质材料 139
&3l g\&" 10.2 定义电极材料 140
\G }EI|Wo 10.3 定义轮廓 141
6}" P m 10.4 绘制波导 144
=!m5'$Uz> 10.5 绘制电极 147
$6.CN# 10.6 静电模拟 149
IFNs )* 10.7 电光模拟 151
FI++A` 11 折射率(RI)扫描 155
K5gh7 11.1 定义材料和通道 155
@ S aU2 11.2 定义布局设置 157
]2\|<. 11.3 绘制线性波导 160
VAf"B5 R 11.4 插入输入面 160
j+A Ahn 11.5 创建脚本 161
tZmo= 3+: 11.6 运行模拟 163
"mc/fp 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
PPO*&=!] 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
@Z> {/ 12.1 定义材料 165
5BnO-[3 12.2 创建参考轮廓 166
i:W.,w% 8 12.3 定义布局设置 166
$j*%}x~[ 12.4 用户自定义轮廓 167
xayo{l=uGv 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
XB* )d
9'8 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
Cm g(# $ X 13.1 定义材料 173
Zyxr#:Qm 13.2 创建钛扩散轮廓 173
lPyGL-Q 13.3 定义晶圆 174
c }GmS@ 13.4 创建器件 175
P3X;&i T 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
$Kgw6 13.6 定义电极区域 178
AE!DftI gV@FT|j!i [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
Z aJg$ 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
@NlE2s6a 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
/.r|ron:e 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
m xk :P 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
gSQq 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
_7r<RZ 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
0o~? ]C 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
qYF OHu 14.11 创建图以查看结果 204
6lw) L Vm}OrFA 有兴趣可以扫码加微联系
