前 言
ZUXr!v/R:1 7sNw 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。
5
LP? Ij >XW*T5aUA 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。
cTZ.}eLh %~ |HFYd 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。
"$HbK
@]!h B ZK`O/ 本书详细描述了各类光波导模型的创建以及分析方法，旨在帮助OptiBPM软件初学者快速学会常用的
软件功能。本书主要参考OptiWave公司发布的案例以及相关操作手册翻译整理而成。
]1-z! B 4K 8
(j Ue 本书第一章主要介绍了软件的安装方法以及软件的开发背景，第二~十三章，分别描述了如何创建以及分析常见的波导类器件，如MMI耦合器、MMI星形耦合器、3dB耦合器、电光调制器、Chip-to-Fiber对接耦合器、马赫泽德干涉仪等，并包含了创建各类波导的方法和分析方法，如
参数扫描，脚本自定义等。第十四章主要描述了如何将OptiBPM设计的元器件，导入到OptiSystem（一款光通信系统模拟仿真软件）中做联合仿真，可以查看此元器件在光通信系统中的具体行为。
({}( q m {4 >mc'dv 《OptiBPM入门指南》，是由上海讯技光电工程师翻译整理而来，译者希望本书能够对OptiBPM的使用者有所帮助，通过学习后能够较好的掌握OptiBPM软件的基本使用方法。由于译者水平有限，书中错误纰漏之处在所难免，敬请同行读者批评和指正
Eu<1Bs e; i=FQGWAUu 上海讯技光电科技有限公司
>n 5:1.g 2021年4月
Y]aW)u G`=r^$.3WB 目 录
+0z 7KO%^^ 1 入门指南 4
72 T I 1.1 OptiBPM安装及说明 4
\Xrw"\")j 1.2 OptiBPM简介 5
%Tn #- 1.3 光波导介绍 8
uv{ P,]lK 1.4 快速入门 8
cX!Pz .C 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
Q'B6^%:<~ 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
5m $2Ku 2.2 定义布局设置 29
>"X\>M `" 2.3 创建一个MMI耦合器 31
c/W=$ 3 2.4 插入input plane 35
|Y i)"- 2.5 运行模拟 39
]ekk }0 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
3M*Bwt;F_ 3 创建一个单弯曲器件 44
Si}HX!s 3.1 定义一个单弯曲器件 44
Mc sTe|X 3.2 定义布局设置 45
!v#xb3"/ 3.3 创建一个弧形波导 46
[(LV 3.4 插入入射面 49
/Poet%XvRx 3.5 选择输出数据文件 53
j|.} I 3.6 运行模拟 54
u9-nt}hGYM 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
z;u>
Yz+3 4 创建一个MMI星形耦合器 60
FeJr\|FT 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
o(A|)c4k 4.2 定义布局设置 61
J a, d3K
4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
5R MS( 4.4 插入输入面 62
}b3/b 4.5 运行模拟 63
lw%?z/HDf 4.6 预览最大值 65
i h L/n 4.7 绘制波导 69
"GT 4s?6O 4.8 指定输出波导的路径 69
9e!NOl\_;. 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
<T?oKOD ] 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
)+I.|5g 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
46jh- 4) < 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
n
?[/ufl 5.1 定义波导材料 75
-XoP ia2 5.2 定义布局设置 76
}Sy xPXs 5.3 创建波导 76
!SOrCMHx 5.4 修改输入平面 77
W><Zn=G4)b 5.5 指定波导的路径 78
S|AM9*k9 5.6 运行模拟 79
oj.A,Fh 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
JD>d\z2QC 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
2B~wHv 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
qL5I#?OMkU 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
UK#&lim 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
Ths_CKwgWY 6.2 定义布局结构 89
Y+%sBqo @ 6.3 绘制并定位波导 91
JF9yVE - 6.4 生成布局脚本 95
j '%4{n 6.5 插入和编辑输入面 97
C=Fzu&N} 6.6 运行模拟 98
>>d m }X 6.7 修改布局脚本 100
#PvB/ 3 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
Huw\&E 7 应用预定义扩散过程 104
PrQ?PvA<L 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
G%p~m%zIK 7.2 定义布局设置 106
S&nxok`e^ 7.3 设计波导 107
/h2b;" 7.4 设置模拟参数 108
`i~ Y Fr 7.5 运行模拟 110
l|`9:H 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
XK(`mEi
7.7 将模板以新的名称进行保存 111
f67NWFX 7.8 添加一个新的轮廓 111
1B>V t*= 7.9 创建上方的线性波导 112
MWk:sBCqr 8 各向异性BPM 115
2],_^XBvB 8.1 定义材料 116
<3PL@orO 8.2 创建轮廓 117
X8eJ4% 8.3 定义布局设置 118
Z[!d*O%R_ 8.4 创建线性波导 120
_#e&t"@GS 8.5 设置模拟参数 121
vh!v
MB}} 8.6 预览介电常数分量 122
%WG9 dYdS 8.7 创建输入面 123
jdeV|H} u 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
({0)@+V8 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
`?\tUO2_T 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
{)f~#37 9.2 定义布局设置 130
Rr(* aC2P 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
C8 N{l:1f] 9.4 编辑输入平面 132
8qi+IGRg 9.5 设置模拟参数 134
Sgb*tE) T 9.6 运行模拟 135
nq} Q 10 电光调制器 138
Sx gYjIa- 10.1 定义电解质材料 139
.N4 10.2 定义电极材料 140
t HD 10.3 定义轮廓 141
pqM~l & 10.4 绘制波导 144
s}&bJ"!Z 10.5 绘制电极 147
m^%|ZTrwN7 10.6 静电模拟 149
Z{IU y 10.7 电光模拟 151
NW|f7
ItX 11 折射率(RI)扫描 155
QlFZO4 P3| 11.1 定义材料和通道 155
B
(/U3}w- 11.2 定义布局设置 157
rR ES 8/ 11.3 绘制线性波导 160
\ A1uhHP! 11.4 插入输入面 160
/ il@`w;G 11.5 创建脚本 161
<O?y-$~ 11.6 运行模拟 163
sH,kW|D 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
2s*#u <I 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
1PaUI#X"2F 12.1 定义材料 165
^da44Qqu 12.2 创建参考轮廓 166
&WXY 'A= 12.3 定义布局设置 166
mAgF73,3 12.4 用户自定义轮廓 167
O40+M)e] 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
qpoV]#iW 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
?q`0ZuAg\< 13.1 定义材料 173
LL^q1)o 13.2 创建钛扩散轮廓 173
"; [ iZ 13.3 定义晶圆 174
Mj>}zbpk / 13.4 创建器件 175
MOn,Db$ 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
@ufo$?D 13.6 定义电极区域 178
F+UG'4% 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
e/_C 13.8 运行模拟 182
>!e<}84b 13.9 创建脚本 184
. %EL \2 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
|s7`F% 14.1 理论背景 186
ubMOD< 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
Mpue 14.3 生成脚本数据 190
%U7.7dSOI; 14.4 导出散射数据 193
B@Co'DV[/] 14.5 创建臂 194
_3iHkQr 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
ubsSa}$q 14.7 加载两个臂的文件 200
{3a&1'a0g 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
O-vGyNxP| 14.9 连接元件 202
P;ZU-G4@ 14.10 运行模拟 203
m .IU ;cR 14.11 创建图以查看结果 204
lLq< xf 有兴趣扫码加微咨询
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