前 言
di_ N}x* 4 4QW&qL!( 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。
v0r:qku M ]V
j 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。
WA}'[h ~H'' RzN 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。
^Ip\ `2^u .dzw5R& 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。
]UO zz1 {{A=^rr%C 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。
9on$ 0 v*excl~ 《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
{(-TWh7V uYTyR;a 上海讯技光电科技有限公司
G]l/L\ { 2021年4月
iMVQt1/ :qXREF@h 目 录
tklS=R^Vn 1 入门指南 4
f: q2JgX 1.1 OptiBPM安装及说明 4
!h&h;m/c 1.2 OptiBPM简介 5
1|*% 1.3 光波导介绍 8
/L,iF?7 1.4 快速入门 8
]mBlXE:Z 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
El`G<esX 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
@bkSA 2.2 定义布局设置 29
a&)$s; 2.3 创建一个MMI耦合器 31
CNiJuj` 2.4 插入input plane 35
x =JZ"|TE 2.5 运行模拟 39
e,vgD kI; 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
ke*&*mx"L 3 创建一个单弯曲器件 44
9Lt3^MKa" 3.1 定义一个单弯曲器件 44
'e))i#/ VF 3.2 定义布局设置 45
`5t~
Vlp 3.3 创建一个弧形波导 46
Rv*x'w
== 3.4 插入入射面 49
R{4[. 3.5 选择输出数据文件 53
qzD 3.6 运行模拟 54
PClwGO8'& 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
A}!D&s&UH 4 创建一个MMI星形耦合器 60
'@^<c#h]= 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
DKQQZ` PF 4.2 定义布局设置 61
~}YgZ/ U7T 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
.R+n}>+K 4.4 插入输入面 62
bxz6
>> 4.5 运行模拟 63
uN9.U _ 4.6 预览最大值 65
az:lG(ZGw 4.7 绘制波导 69
A|L-;P NP 4.8 指定输出波导的路径 69
1eqFMf 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
e]jzFm~ 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
1p>&j%dk 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
(j}Wt 8 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
K0^+2lx 5.1 定义波导材料 75
%gEfG#S 5.2 定义布局设置 76
am
WIA`n= 5.3 创建波导 76
wd:SBU~f5* 5.4 修改输入平面 77
kZ_5R#xK 5.5 指定波导的路径 78
h8SK8sK< 5.6 运行模拟 79
5[qx5|O 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
`H;O! ty&d 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
Cvs4dd%)i 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
9T;l* 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
8-vNXvl 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
%}~Ncn_r 6.2 定义布局结构 89
vn5]+-I 6.3 绘制并定位波导 91
LTY(6we- 6.4 生成布局脚本 95
?6^KY+ 5`C 6.5 插入和编辑输入面 97
o2(*5*b!@e 6.6 运行模拟 98
F[|aDj@q e 6.7 修改布局脚本 100
;@u+b0
j 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
x: Tm4V{ 7 应用预定义扩散过程 104
0Z[8d0 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+p=4i^@Zs 7.2 定义布局设置 106
d 'wWj 7.3 设计波导 107
EE p,Z` 7.4 设置模拟参数 108
a_(vpD^ 7.5 运行模拟 110
Jqi^Z*PuX 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
:] +D+ [c) 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
oxm3R8 S 7.8 添加一个新的轮廓 111
3m`y?Dd 7.9 创建上方的线性波导 112
R Il+QA 8 各向异性BPM 115
Qjh @oWT 8.1 定义材料 116
RnkrI~x 8.2 创建轮廓 117
('p~h-9Vi 8.3 定义布局设置 118
SfwAMNCe 8.4 创建线性波导 120
c z9T, 8.5 设置模拟参数 121
?g' ? Ou 8.6 预览介电常数分量 122
RV:%^=V- 8.7 创建输入面 123
|q\:3R_0 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
dj cC m5m 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
X8b= z9 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
6jtnH'E/ 9.2 定义布局设置 130
'`Z5 .<n7p 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
7l3sd5 9.4 编辑输入平面 132
F .JvMy3 9.5 设置模拟参数 134
B[O1^jdO 9.6 运行模拟 135
i~6qOlLD- 10 电光调制器 138
F&lvofy23 10.1 定义电解质材料 139
+Te;LJP 10.2 定义电极材料 140
tcf>9YsOr 10.3 定义轮廓 141
9rmOf Jo: 10.4 绘制波导 144
+K%4jIm 10.5 绘制电极 147
!8O*)=RA 10.6 静电模拟 149
jsG
epi9 10.7 电光模拟 151
{aWTT&-N 11 折射率(RI)扫描 155
@nS+ !t{ 11.1 定义材料和通道 155
?8Hr
9 11.2 定义布局设置 157
!1}A\S 11.3 绘制线性波导 160
/u 8m|S< 11.4 插入输入面 160
hIPU%
11.5 创建脚本 161
W`^Zb[ 11.6 运行模拟 163
58Fan*fO 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
X o>P?^c4? 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
{\L /?# 12.1 定义材料 165
$>;U^- #3 12.2 创建参考轮廓 166
/ t083 12.3 定义布局设置 166
<O cD [5 12.4 用户自定义轮廓 167
M38Q A 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
x\Bl^1& 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
4cni_m] 13.1 定义材料 173
Xj&fWu A 13.2 创建钛扩散轮廓 173
8rXu^ 13.3 定义晶圆 174
Bp`?inKBOd 13.4 创建器件 175
m]$!wp 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
. j}dk.#h 13.6 定义电极区域 178
Uzb~L_\Rmt 13.7 定义输入平面和模拟参数 182
nTw eQ 13.8 运行模拟 182
^xO
CT=V 13.9 创建脚本 184
eFUJASc 14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
<$LVAy "RD 14.1 理论背景 186
@O/-~, E68 14.2 波导Vertical Offset位置设置 189
! 3O#'CV 14.3 生成脚本数据 190
u +GtH;<; 14.4 导出散射数据 193
YAqv: 14.5 创建臂 194
s HSZIkB-r 14.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
+.T&U7xV 14.7 加载两个臂的文件 200
3PLv;@!#j} 14.8 在OptiSystem内完成布局 201
QcGyuS.B 14.9 连接元件 202
MS-}IHO 14.10 运行模拟 203
vcnUb$% 14.11 创建图以查看结果 204
e`fN+ 有兴趣扫码加微咨询
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