前 言
q&Y'zyHLP "X T7;! 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。
:6S!1roi "CLoM\M) 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。
>G$8\&]j "+/%s#& 通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
N:GS fM@g mEfI2P)#| 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
j5 ,1`7\7B au@ LQxKQ 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
(9%
ki$=}+ ye:pGa w 《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
+~?ze,Di @X4Ur +d 上海讯技光电科技有限公司
PElC0 qCn[ 2021年4月
."&,_F ^E\{&ka Up 目 录
G3'> KMa. 1 入门指南 4
9] fhH 1.1 OptiBPM安装及说明 4
usH9dys, 1.2 OptiBPM简介 5
,A`d!{]5 1.3 光波导介绍 8
\ZX5dFu0 1.4 快速入门 8
fOJ 0# ^Z 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
l9KL P 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
d9>*a$x;/ 2.2 定义布局设置 29
o(w!x![" 2.3 创建一个MMI耦合器 31
D9,609w 2.4 插入input plane 35
'KB\K)cD=3 2.5 运行模拟 39
x|U~? 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
W t4 ROj
3 创建一个单弯曲器件 44
Ko_Sx. 3.1 定义一个单弯曲器件 44
x=T`i-M 3.2 定义布局设置 45
Rt:k4Q 3.3 创建一个弧形波导 46
mR@| ] T 3.4 插入入射面 49
\95qH ,w)T 3.5 选择输出数据文件 53
vQ/}E@?u 3.6 运行模拟 54
]Q,;5>#W 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
P Pk\W7G 4 创建一个MMI星形耦合器 60
A'r 3%mC 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
psyxNM=dN# 4.2 定义布局设置 61
kP~'C'5Ys 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
59mNb:< 4.4 插入输入面 62
~,+n_KST; 4.5 运行模拟 63
W,"|([t4.\ 4.6 预览最大值 65
x2x) y08 4.7 绘制波导 69
w}No ^.I*4 4.8 指定输出波导的路径 69
cpvN
}G 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
!+T\}1f7d 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
P y7!_TX 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
6hDK;J J& 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
]T|9>o! 5.1 定义波导材料 75
QR4rQu 5.2 定义布局设置 76
uw! 5.3 创建波导 76
h 07Z.q ; 5.4 修改输入平面 77
^7M hnA 5.5 指定波导的路径 78
D ^Ahw"X) 5.6 运行模拟 79
Vcn04j#Q 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
F x,08 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
XndG e=O 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
:*bv(~FW 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
8 2qf 7` 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
j _N><_Jc 6.2 定义布局结构 89
%pj 6[x`@ 6.3 绘制并定位波导 91
Ft%HWGE 6.4 生成布局脚本 95
r>73IpJI 6.5 插入和编辑输入面 97
K$OxeJP?F 6.6 运行模拟 98
S Y\ UuZ 6.7 修改布局脚本 100
_G s*4: 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
pRI<L' 7 应用预定义扩散过程 104
<!b~7sZkTc 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
+Qy*s1fit 7.2 定义布局设置 106
&: }e`u@5| 7.3 设计波导 107
#o Rm-yDr 7.4 设置模拟参数 108
@3`:aWda 7.5 运行模拟 110
Z$ qFjWp 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
HScj
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
BiGB<Jr 7.8 添加一个新的轮廓 111
EvZ;i^.8LS 7.9 创建上方的线性波导 112
h( }$-' g 8 各向异性BPM 115
Eu/~4:XN 8.1 定义材料 116
KrO oxrDcp 8.2 创建轮廓 117
n Q|4.e; 8.3 定义布局设置 118
' JHCf 8.4 创建线性波导 120
<p@c %e,_ 8.5 设置模拟参数 121
.d<
+-w2Mu 8.6 预览介电常数分量 122
gcYx-gA} 8.7 创建输入面 123
hU irvDvX 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
;>^oe: @ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
wMy$T<: 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
_;mN1Te 9.2 定义布局设置 130
blxAy 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
e$F]t *)Xa 9.4 编辑输入平面 132
n8( B%KF 9.5 设置模拟参数 134
y*2R#jTA 9.6 运行模拟 135
z0J$9hEg89 10 电光调制器 138
p.KX[I 10.1 定义电解质材料 139
' Cy^G; 10.2 定义电极材料 140
1*S5: 7Tb 10.3 定义轮廓 141
shW$V93< 10.4 绘制波导 144
~;St,Fw<< 10.5 绘制电极 147
!:e|M|T'I* 10.6 静电模拟 149
>cwyb9;!kK 10.7 电光模拟 151
}* iag\ 11 折射率(RI)扫描 155
B{|g+c% 11.1 定义材料和通道 155
| \ Nj 11.2 定义布局设置 157
a%*l]S0z" 11.3 绘制线性波导 160
VM{`CJ2 11.4 插入输入面 160
u2HkAPhD 11.5 创建脚本 161
i^P@? 11.6 运行模拟 163
$>E\3npV 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
%bf+Y7m 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
wUzQ`h2 12.1 定义材料 165
Nf LvK o8 12.2 创建参考轮廓 166
j0J}d _ 12.3 定义布局设置 166
Q,Tet&in ) 12.4 用户自定义轮廓 167
$iQ>c6 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
}qfr&Ffh@ 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
{#q']YDe` 13.1 定义材料 173
"sLdkd}dj 13.2 创建钛扩散轮廓 173
T! $7:% D 13.3 定义晶圆 174
=jD[A>3 I 13.4 创建器件 175
1@IRx{v$ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
OJE <2:K 13.6 定义电极区域 178
9@AGx<S1 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
.4={K)kz|F 13.8 运行模拟 182
H e]1 <tx 13.9 创建脚本 184
>yvP[$]!6 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
${'gyD 14.1 理论背景 186
pTq,"}J!+ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
\V @SCA ' 14.3 生成脚本数据 190
rUfW 0 14.4 导出散射数据 193
A2' 14.5 创建臂 194
'|^LNAx 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
/H.QGP r 14.7 加载两个臂的文件 200
mY-Z$8r 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
;ak3 @Uee 14.9 连接元件 202
/ uI/8>p( 14.10 运行模拟 203
04tUf3 > 14.11 创建图以查看结果 204
m^ zx & 有兴趣扫码加微咨询
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