前 言 i>6SY83B} E15"AO 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。
J,;[n*s qp
(ng 8%c 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。
?PORPv # Zy ^mSI4i 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。
[z#C&gDt fo~8W`H & 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。
^ a%U *>P opTDW) 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。
o<P@:}K Bmuf[-}QW 《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
Et~b^8$> 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 86O"w*9
0L10GJ "( G|FF 目 录 -}|GkTM 1 入门指南 4
o~!4& 1.1 OptiBPM安装及说明 4
bsVms,& 1.2 OptiBPM简介 5
6ae 1.3 光波导介绍 8
'8>h4s4 1.4 快速入门 8
Ti`<,TA54 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
F4X/ )$ Dk 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
;:1d< Q| 2.2 定义布局设置 29
|`T3H5X> 2.3 创建一个MMI耦合器 31
wm0vqY+N$ 2.4 插入input plane 35
@-~YQ@ 08` 2.5 运行模拟 39
mLX1w)=r 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
pv039~Sud 3 创建一个单弯曲器件 44
Frn#?n)S9 3.1 定义一个单弯曲器件 44
/G`&k{SiK 3.2 定义布局设置 45
p.i$[ 6M 3.3 创建一个弧形波导 46
~L Gkc
t 3.4 插入入射面 49
nW+rJ 3.5 选择输出数据文件 53
LB %_FT5 3.6 运行模拟 54
hk4f)z 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
Z y@35;r 4 创建一个MMI星形耦合器 60
06*R)siC 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
quk~z};R>\ 4.2 定义布局设置 61
6~Ga FmW= 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
:Bp{yUgi@ 4.4 插入输入面 62
lGqwB,K$z4 4.5 运行模拟 63
mtuq 4.6 预览最大值 65
VA.jt}YGE 4.7 绘制波导 69
"T 5? <c 4.8 指定输出波导的路径 69
EAo7(d@ 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
wqBGJ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
=BY)>0?z 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
=:`1!W0I 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
0X+Jj/-ge 5.1 定义波导材料 75
U, )Ng nd 5.2 定义布局设置 76
~!~VC)a* 5.3 创建波导 76
8h9t8? 5.4 修改输入平面 77
_m;cX!+~_ 5.5 指定波导的路径 78
iQ*JU2;7 t 5.6 运行模拟 79
0TU~Q 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
{y<[1Pms 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
l)D 18 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
)/2* <jr 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
R?+Eo(0q, 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
g. f!Uc{ 6.2 定义布局结构 89
!;lA+O-t 6.3 绘制并定位波导 91
$/,qw
6.4 生成布局脚本 95
0:Js{$ZL4 6.5 插入和编辑输入面 97
K @"m0 6.6 运行模拟 98
KrVF>bq+ 6.7 修改布局脚本 100
wRf_IBhCd 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
N^q*lV#kob 7 应用预定义扩散过程 104
7M}T^LC 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
: QSlctW 7.2 定义布局设置 106
G,>tC`! 7.3 设计波导 107
l0Jpf9Aue 7.4 设置模拟参数 108
f[ GH 7.5 运行模拟 110
_Pa(5-S'KR 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
FB@c
+*1 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
@Qd6a:-6 7.8 添加一个新的轮廓 111
}txHuq1Q. 7.9 创建上方的线性波导 112
a}#[mw@m= 8 各向异性BPM 115
oe`o UnN 8.1 定义材料 116
2i',
e 8.2 创建轮廓 117
O<S*bN >BF 8.3 定义布局设置 118
2tC ep 8.4 创建线性波导 120
2f`u?T 8.5 设置模拟参数 121
4PTHU yX 8.6 预览介电常数分量 122
,!kqE Ip% 8.7 创建输入面 123
^C>i(j& 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
/YH Bhoat 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
UBpYR>
<\ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
QpS0iUG 9.2 定义布局设置 130
zF< *h ~ 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
Z i$a 6 9.4 编辑输入平面 132
V!c{%zd 9.5 设置模拟参数 134
0@,,YZ f 9.6 运行模拟 135
o; 6\ 10 电光调制器 138
0KnlomuH2 10.1 定义电解质材料 139
?A(=%c|,g 10.2 定义电极材料 140
T{]Tb= 10.3 定义轮廓 141
Y%p"RB[ 10.4 绘制波导 144
9+@_ZI- 10.5 绘制电极 147
{i~qm4+o 10.6 静电模拟 149
^w^cYM, 10.7 电光模拟 151
k<"ZNQm$. 11 折射率(RI)扫描 155
!fwLC"QC 11.1 定义材料和通道 155
E8jdQS|i 11.2 定义布局设置 157
V;= Snc Ub 11.3 绘制线性波导 160
6h}f^eJ:K, 11.4 插入输入面 160
6;dB 11.5 创建脚本 161
y2\, L 11.6 运行模拟 163
(o{QSk\ 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
Vj0`*nC)/ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
+F&w ~UT 12.1 定义材料 165
h_?D%b~5 12.2 创建参考轮廓 166
+
R])u5c' 12.3 定义布局设置 166
7\JRHw 12.4 用户自定义轮廓 167
>T.U\,om7 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
KL sTgo|J 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
PPDm*,T. 13.1 定义材料 173
/4 w&! $M- 13.2 创建钛扩散轮廓 173
fbNVmjb$) 13.3 定义晶圆 174
azPFKg + 13.4 创建器件 175
)eY3[>` 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
NJs )2 13.6 定义电极区域 178
=B*,S#r e _g7E+6 [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
bY+Hf\A 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
W: cOzJ 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
DDN#w<# 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
LEc%BQx 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
cc.z C3Hs3 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
Z?G-~3]e 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
7O;v5k~iQ 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
mcb0% 14.11 创建图以查看结果 204
1A< O
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