前言

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。

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。

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。

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。

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。

《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

上海讯技光电科技有限公司2021年4月

目 录
1 入门指南 4
1.1 OptiBPM安装及说明 4
1.2 OptiBPM简介 5
1.3 光波导介绍 8
1.4 快速入门 8
2 创建一个简单的MMI耦合器 28
2.1 定义MMI耦合器材料 28
2.2 定义布局设置 29
2.3 创建一个MMI耦合器 31
2.4 插入input plane 35
2.5 运行模拟 39
2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
3 创建一个单弯曲器件 44
3.1 定义一个单弯曲器件 44
3.2 定义布局设置 45
3.3 创建一个弧形波导 46
3.4 插入入射面 49
3.5 选择输出数据文件 53
3.6 运行模拟 54
3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
4 创建一个MMI星形耦合器 60
4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
4.2 定义布局设置 61
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
4.4 插入输入面 62
4.5 运行模拟 63
4.6 预览最大值 65
4.7 绘制波导 69
4.8 指定输出波导的路径 69
4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
5 基于VB脚本进行波长扫描 75
5.1 定义波导材料 75
5.2 定义布局设置 76
5.3 创建波导 76
5.4 修改输入平面 77
5.5 指定波导的路径 78
5.6 运行模拟 79
5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
5.8 应用VB脚本进行模拟 82
5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
6.2 定义布局结构 89
6.3 绘制并定位波导 91
6.4 生成布局脚本 95
6.5 插入和编辑输入面 97
6.6 运行模拟 98
6.7 修改布局脚本 100
6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
7 应用预定义扩散过程 104
7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
7.2 定义布局设置 106
7.3 设计波导 107
7.4 设置模拟参数 108
7.5 运行模拟 110
7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
7.8 添加一个新的轮廓 111
7.9 创建上方的线性波导 112
8 各向异性BPM 115
8.1 定义材料 116
8.2 创建轮廓 117
8.3 定义布局设置 118
8.4 创建线性波导 120
8.5 设置模拟参数 121
8.6 预览介电常数分量 122
8.7 创建输入面 123
8.8 运行各向异性BPM模拟 124
9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
9.2 定义布局设置 130
9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
9.4 编辑输入平面 132
9.5 设置模拟参数 134
9.6 运行模拟 135
10 电光调制器 138
10.1 定义电解质材