前 言
&C}*w2]0S dtDFoETz 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。
Wtnfa{gP% \bXa&Lq 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。
&oNAv-m^GD :OT& 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。
6tZI["\ KI .unP% 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。
0GL M(JmK + {]j]OP 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。
^iA9%zp }>\C{ClI 《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
[),ige h[ ZN+M 上海讯技光电科技有限公司
4eu O1= 2021年4月
gGYKEq{j( JF]JOI6.e 目 录
(Ld i|jL 1 入门指南 4
)X7 A 1.1 OptiBPM安装及说明 4
(FV >m 1.2 OptiBPM简介 5
rv;3~'V 1.3 光波导介绍 8
l (o~-i\M 1.4 快速入门 8
Om&Dw |xG8 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
\V:^h [ad 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
H,J8 M{ 2.2 定义布局设置 29
XppOU 2.3 创建一个MMI耦合器 31
qs6 aB0ln 2.4 插入input plane 35
*p d@.|^)m 2.5 运行模拟 39
ooGM$ U 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
xw%0>K[ 3 创建一个单弯曲器件 44
kfNWI#'9
3.1 定义一个单弯曲器件 44
2oW"'43X 3.2 定义布局设置 45
d9ihhqq3} 3.3 创建一个弧形波导 46
M5B# TAybC 3.4 插入入射面 49
reVgqYp{{- 3.5 选择输出数据文件 53
)u">it+ 3.6 运行模拟 54
*Ex|9FCt$ 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
u2I C l 4 创建一个MMI星形耦合器 60
Xj*Wu_ 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
%y@AA>x! 4.2 定义布局设置 61
}u|q0>^8 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
,Q B<7a+I 4.4 插入输入面 62
<3iMRe 4.5 运行模拟 63
E^PB)D(. 4.6 预览最大值 65
?%86/N> 4.7 绘制波导 69
^.tg 7%dJ 4.8 指定输出波导的路径 69
mOSv9w#, 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
8MBAtVmy 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
^8tEach 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
R]dg_Da 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
t)
+310w 5.1 定义波导材料 75
K,]=6 Rj 5.2 定义布局设置 76
n%-0V> 5.3 创建波导 76
?"FbsMk.d 5.4 修改输入平面 77
.hiS w 5.5 指定波导的路径 78
tkhCw/ 5.6 运行模拟 79
l2d{ 73h 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
A Gno6g 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
f::Dx1VcX 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
,Q,^3*HX9} 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
BY*Q_ Et 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
!W 0v >p 6.2 定义布局结构 89
Al'3 ? 6.3 绘制并定位波导 91
M2|is ~ 6.4 生成布局脚本 95
/(T?j!nPE 6.5 插入和编辑输入面 97
u>$t' 6.6 运行模拟 98
m* ;E RK 6.7 修改布局脚本 100
+V+a4lU14 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
d3Rw!slIq 7 应用预定义扩散过程 104
DJir { \F 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
5IN(|B0 7.2 定义布局设置 106
-8Xf0_ 7.3 设计波导 107
-N@|QK> 7.4 设置模拟参数 108
*H122njH+T 7.5 运行模拟 110
h~26WLf. 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
W m|lSisY 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
t
Pf40`@ 7.8 添加一个新的轮廓 111
6RM/GM 7.9 创建上方的线性波导 112
1cGmg1U ; 8 各向异性BPM 115
~Z+%d9ode 8.1 定义材料 116
3F0 N^)@ 8.2 创建轮廓 117
9cg U T@a 8.3 定义布局设置 118
2%> FR4a 8.4 创建线性波导 120
-+5 >|N# 8.5 设置模拟参数 121
uMv1O { 8.6 预览介电常数分量 122
P$sxr 8.7 创建输入面 123
@6d[=!9 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
8_tQa^.n\ 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
S$k&vc(0 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
Wf<L R3 9.2 定义布局设置 130
Mlq.?-QgIL 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
9Ee'Cm 9.4 编辑输入平面 132
BD- AI 9.5 设置模拟参数 134
W`&hp6Jq 9.6 运行模拟 135
P&q7|S T%N 10 电光调制器 138
9a kH 10.1 定义电解质材料 139
m3ff;, 10.2 定义电极材料 140
.G^YqJ 4 10.3 定义轮廓 141
+ )?J#g 10.4 绘制波导 144
'!$%> ||S 10.5 绘制电极 147
qa 6,z.mQ 10.6 静电模拟 149
d1kJRJ 10.7 电光模拟 151
ap~^Ty<> 11 折射率(RI)扫描 155
875o d 11.1 定义材料和通道 155
1sCR4L:+ 11.2 定义布局设置 157
y?0nI<}}HK 11.3 绘制线性波导 160
b[ 7 ]F 11.4 插入输入面 160
8X0z~ & 11.5 创建脚本 161
'n|5ZhXPB 11.6 运行模拟 163
^t"'rD-I 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
uGt -l4 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
Sc
12.1 定义材料 165
Tf)*4O 4@' 12.2 创建参考轮廓 166
_
J[ 12.3 定义布局设置 166
B ZxvJQ 12.4 用户自定义轮廓 167
:L;a:xSpn= 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
!Uc T RI 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
z ] Ue|%K 13.1 定义材料 173
l(q , <[O 13.2 创建钛扩散轮廓 173
2
FFD%O05 13.3 定义晶圆 174
cAc@n6[`3 13.4 创建器件 175
d| {r 5[& 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
]_f<kW\1* 13.6 定义电极区域 178
+MLVbK 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
HmwT ~ 13.8 运行模拟 182
m`_ONm'T& 13.9 创建脚本 184
yZ`wfj$Jj 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
MS]r:X6 14.1 理论背景 186
}{"fJ3] c^ 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
A9JdU& 14.3 生成脚本数据 190
9K&:V(gmw 14.4 导出散射数据 193
_y3Xb `0a 14.5 创建臂 194
JG,%qFlk 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
a A TA9V 14.7 加载两个臂的文件 200
o lxByzTh> 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
X$pJ
:M{F$ 14.9 连接元件 202
L: 8q8i 14.10 运行模拟 203
W];dD$Oqg 14.11 创建图以查看结果 204
V!dtF,tH 有兴趣扫码加微咨询
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