前 言
fx_#3=bXi a P 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。
(CxA5u1|l 6*9 wGLE 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。
YK3>M"58 ?ZRF]\dP] 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。
+; q\7 * #_ | B6!D! 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。
4@?0wV #,d~t 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。
~U]g;u a'i
Q(" 《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
Q[j| 2U I$xZV?d. 上海讯技光电科技有限公司
f)/Z7*Z 2021年4月
V|MGG J2W-l{`r< 目 录
k
<oB9J 1 入门指南 4
_AX 9 Mu] 1.1 OptiBPM安装及说明 4
^}=)jLS 1.2 OptiBPM简介 5
sW]^Y T>? 1.3 光波导介绍 8
>S +} 1.4 快速入门 8
FbE/x$;~O 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
m;OvOc, 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
d+JK")$9C 2.2 定义布局设置 29
2!/Kt
O)i^ 2.3 创建一个MMI耦合器 31
YO7U}6wBt 2.4 插入input plane 35
S 5S\zTPIf 2.5 运行模拟 39
=:WZV8@% 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
O^@8Drgc 3 创建一个单弯曲器件 44
p'/\eBhG]= 3.1 定义一个单弯曲器件 44
Y.viOHL 3.2 定义布局设置 45
dEoIVy _9R 3.3 创建一个弧形波导 46
]<f)Rf">:` 3.4 插入入射面 49
ANhtz1Fl 3.5 选择输出数据文件 53
+94)BxrY 3.6 运行模拟 54
>
{*cW 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
~R!1{8HP 4 创建一个MMI星形耦合器 60
DK4yA R,g 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
v/`D0g-uX) 4.2 定义布局设置 61
Dl;hOHvKk 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
P>7Xbm,VP 4.4 插入输入面 62
n1f8jS+'} 4.5 运行模拟 63
!Z!)$3bB 4.6 预览最大值 65
Ww]$zd-bo 4.7 绘制波导 69
pp"X0 4.8 指定输出波导的路径 69
4era5= 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
5p0~A N) 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
RaJTya^ 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
"Oxr}^% i 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
')uYI;h9 5.1 定义波导材料 75
H%wB8Y
] 5.2 定义布局设置 76
Cy~ IB [ 5.3 创建波导 76
o7) y~ ke 5.4 修改输入平面 77
\QvGkcDc{ 5.5 指定波导的路径 78
?XBdBR_"^ 5.6 运行模拟 79
;KL7SM%g4 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
E'QAsU8pP 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
C(N' =-;Kl 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
kuEXNi1l 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
UUt"8]@[ 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
F \:~^` 6.2 定义布局结构 89
37U 8< 6.3 绘制并定位波导 91
p*g Fr hm 6.4 生成布局脚本 95
='7m$,{(Q[ 6.5 插入和编辑输入面 97
y~9wxK 6.6 运行模拟 98
^h[6{F~ J 6.7 修改布局脚本 100
K.Xy:l*z 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
5GsmBf$RUb 7 应用预定义扩散过程 104
5nG\J
g7 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
MP%#)O6 7.2 定义布局设置 106
BIx*t9wA 7.3 设计波导 107
F @PPhzZ 7.4 设置模拟参数 108
NQ dwj >_a 7.5 运行模拟 110
*/aY $aWv 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
A2'i~_e 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
Ua1&eC Zi 7.8 添加一个新的轮廓 111
Rh'z;Gyr 7.9 创建上方的线性波导 112
+:KZEFY?< 8 各向异性BPM 115
)PYPlSQ*V 8.1 定义材料 116
T\6Qr$t 8.2 创建轮廓 117
,1]UOQ>AP 8.3 定义布局设置 118
uyj!$}4 8.4 创建线性波导 120
NFT:$>83` 8.5 设置模拟参数 121
9jal D
X 8.6 预览介电常数分量 122
m <gdyY 8.7 创建输入面 123
*p{p.%Qs: 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
|~9rak, 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
vXJs.)D7 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
Jf^3nBZ 9.2 定义布局设置 130
zEQ]5>mG 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
^tw yy9VR 9.4 编辑输入平面 132
9{pT)(Wnb 9.5 设置模拟参数 134
[ L%Ltm x 9.6 运行模拟 135
"*lx9bvV_ 10 电光调制器 138
*DJsY/9d}' 10.1 定义电解质材料 139
z teu{0 10.2 定义电极材料 140
F/v.hP_ 10.3 定义轮廓 141
5_^d3LOT0x 10.4 绘制波导 144
"aGmv9 \ 10.5 绘制电极 147
S>lP?2J 10.6 静电模拟 149
z ~H1f$} 10.7 电光模拟 151
pSx5ume95" 11 折射率(RI)扫描 155
`_J&*Kk5 11.1 定义材料和通道 155
bJ2-lU% ;2 11.2 定义布局设置 157
eaRa+ <#u 11.3 绘制线性波导 160
.][y H[ F 11.4 插入输入面 160
Zg+.`>z 11.5 创建脚本 161
\`k=9{R. 11.6 运行模拟 163
a~KtH;7< 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
+w0Wg.4 V 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
eF3 NyL (A 12.1 定义材料 165
^#5'` #t 12.2 创建参考轮廓 166
)!(gS, 12.3 定义布局设置 166
I
Fw7 ?G, 12.4 用户自定义轮廓 167
AbNr]w&pXC 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
;D'm=uOl 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
JuJW]E Q 13.1 定义材料 173
+X g:*b9So 13.2 创建钛扩散轮廓 173
l0&Fm:))k 13.3 定义晶圆 174
A
r E~6X 13.4 创建器件 175
WsT Idr36x 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
fRNj *bIV 13.6 定义电极区域 178
@3n!5XM{EE 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
a" s2N %{ 13.8 运行模拟 182
w5Fk#zJv 13.9 创建脚本 184
jdG'sITv 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
CH7a4qL` 14.1 理论背景 186
k4#j
l<R 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
tGOJ4 = 14.3 生成脚本数据 190
-w+. ' 14.4 导出散射数据 193
'@t,G,FJ 14.5 创建臂 194
.XgY &5Qk 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
s m##owI 14.7 加载两个臂的文件 200
c :Czu 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
:V(C+bm * 14.9 连接元件 202
/5 z+N(RFC 14.10 运行模拟 203
U<Oc&S{]* 14.11 创建图以查看结果 204
2IJniS=[> 有兴趣扫码加微咨询
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