前 言 si,fs%D& gJ cf~@s
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。
54s+4R FL 2 /O/h
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。
H2` aw3 >t')ZSjRs 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。
k !Nl#.j Ro k` }t 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:4tG.<sw VnW]-P*: 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。
.^8 x> ~ =z^v)=uhp 《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
74hGkf^S 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 zz3Rld!b[
TWkuR ]5 _]H$rf,Rc 目 录 hK*:pf 1 入门指南 4
{- D2K:m 1.1 OptiBPM安装及说明 4
(5rH 72g( 1.2 OptiBPM简介 5
E$] 7w4,n 1.3 光波导介绍 8
Q.Uyl:^PxU 1.4 快速入门 8
A $.woE@ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
'>-
C!\t 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
q\*",xZxwz 2.2 定义布局设置 29
;*ebq'D([ 2.3 创建一个MMI耦合器 31
?3jOE4~aHr 2.4 插入input plane 35
v`evuJ\3 2.5 运行模拟 39
lx,^Y 647 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
kb{h ` 3 创建一个单弯曲器件 44
hGy i@0
3.1 定义一个单弯曲器件 44
*.4;7# 3.2 定义布局设置 45
bSsX)wHm 3.3 创建一个弧形波导 46
m, ',luQ 3.4 插入入射面 49
rCqcl 3.5 选择输出数据文件 53
#?L%M 3.6 运行模拟 54
7JNhCOBB 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
+O>1 Ed 4 创建一个MMI星形耦合器 60
'^ "6EF.R
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
n}X)a- = 4.2 定义布局设置 61
*kE2d{h^=C 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
\
a18Hp|% 4.4 插入输入面 62
"MZ j}}l 4.5 运行模拟 63
f@M m{3&. 4.6 预览最大值 65
8 t3@ Hi 4.7 绘制波导 69
}3
NGMGu$ 4.8 指定输出波导的路径 69
6O2 r5F$T 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
{FyG h
*/ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
Qa~dd{? 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
1"{3v@yi 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
3Qmok@4e) 5.1 定义波导材料 75
/ ~*U'.V 5.2 定义布局设置 76
J'B6l#N 5.3 创建波导 76
(wLzkV/6 5.4 修改输入平面 77
(r,tU( 5.5 指定波导的路径 78
c-8Pc ]+g 5.6 运行模拟 79
r#LoBfM;^A 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
mwLp~z%OX 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
| W:JI 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
Q?rb(u( 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
j.OPDe{LU 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
"pTyQT9P 6.2 定义布局结构 89
2}:scag 6.3 绘制并定位波导 91
L>Bf}^ 6.4 生成布局脚本 95
XmN3[j 6.5 插入和编辑输入面 97
8$}1| "F 6.6 运行模拟 98
/Y|oDfv 6.7 修改布局脚本 100
CI$pPY<u1 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
R4=n">>Q 7 应用预定义扩散过程 104
3l"7 $B 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
J@'}lG 7.2 定义布局设置 106
vhiP8DQ 7.3 设计波导 107
RbUBKMZ U 7.4 设置模拟参数 108
/pzEL 7.5 运行模拟 110
44_7gOZ 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
$$+6=r} 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
=\H.C@r 7.8 添加一个新的轮廓 111
5at\!17TY 7.9 创建上方的线性波导 112
X?5M)MP+I 8 各向异性BPM 115
! Tuc#yFw 8.1 定义材料 116
o<2 H~2/ 8.2 创建轮廓 117
_
h\wH; 8.3 定义布局设置 118
* Zb-YA 8.4 创建线性波导 120
Zn&S7a >7 8.5 设置模拟参数 121
l(|@ dp 8.6 预览介电常数分量 122
D/C,Q|Ya6 8.7 创建输入面 123
|KFR C)g 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
.r!:` 6 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
sS#Lnj^`% 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
#MYhKySku 9.2 定义布局设置 130
j<w";I&Diz 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
cd,)GF 9.4 编辑输入平面 132
X,d`-aKO\y 9.5 设置模拟参数 134
]h8[b9$<") 9.6 运行模拟 135
$r} )j~c 10 电光调制器 138
ek6PMZF:' 10.1 定义电解质材料 139
7+';&2M)n~ 10.2 定义电极材料 140
w]Z*"B &h 10.3 定义轮廓 141
3]Rb2$ p[= 10.4 绘制波导 144
'ms&ty*T 10.5 绘制电极 147
d7Lna^ 10.6 静电模拟 149
T^YdAQeE 10.7 电光模拟 151
]&%_Fpx 11 折射率(RI)扫描 155
h; 105$E1 11.1 定义材料和通道 155
'&4W@lvyz 11.2 定义布局设置 157
=9@{U2 =l 11.3 绘制线性波导 160
nE+OBdl 11.4 插入输入面 160
6FuZMasr* 11.5 创建脚本 161
],{ b&\ 11.6 运行模拟 163
I g*68M< 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
G/T oiUY 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
*{|{T_H: 12.1 定义材料 165
:db:|=# T 12.2 创建参考轮廓 166
h , ;f6 12.3 定义布局设置 166
9 A0wiKp 12.4 用户自定义轮廓 167
p%A
s6.
12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
lu D.3& 0n 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
#= r:;,, 13.1 定义材料 173
%: rct 13.2 创建钛扩散轮廓 173
#hPa:I$Oc 13.3 定义晶圆 174
^b)8l 13.4 创建器件 175
.: ~);9kj 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
-m*IpDi 13.6 定义电极区域 178
@C7if lo6 [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
[>l 2E 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
O!#yP Sq ? 13.8 运行模拟 182
t,|`#6 Ft 13.9 创建脚本 184
T0L h"_X3 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
g_8Bhe"ik 14.1 理论背景 186
NUH;\*]8s 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
<:=}1t.Z 14.3 生成脚本数据 190
4E[ 9)n+YV 14.4 导出散射数据 193
p&'oJy.P 14.5 创建臂 194
ge*(w{|x 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
Z9rmlVU6! 14.7 加载两个臂的文件 200
y>}dKbCN 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
RK%N:!f q= 14.9 连接元件 202
QR4!r@*=
14.10 运行模拟 203
ox9$aBjJ 14.11 创建图以查看结果 204
'r_{T= 对此书感兴趣可以扫码加微联系
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