前 言 W 7k\j& x Xx~ za{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。
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qX?&r K3QE>@'] 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。
3jMHe~.E< ? Xb8B5 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。
b5kw*h+/'h 3<ikMUq& 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。
ys+ AY^/ O?<R.W<QI 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。
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Z~~d 《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
V87?J w%2 上海讯技光电科技有限公司
YGRv` `(
J7FCW^-`3 DH(Q md 目 录 Tx)X\&ij& 1 入门指南 4
Algk4zfK2, 1.1 OptiBPM安装及说明 4
=+K2`=y;WF 1.2 OptiBPM简介 5
1bW[RK;GE 1.3 光波导介绍 8
g3r4>SA 1.4 快速入门 8
e;1n!_l\ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
%d..L-`]ET 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
9>y6zFTV 2.2 定义布局设置 29
NdpcfZ q 2.3 创建一个MMI耦合器 31
5^"T `,${ 2.4 插入input plane 35
6\MH2 &L< 2.5 运行模拟 39
E'|@hL-jn 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
?]i.Zi\[f 3 创建一个单弯曲器件 44
JZQT} 3.1 定义一个单弯曲器件 44
E;[ANy4L 3.2 定义布局设置 45
W2CCLq1( 3.3 创建一个弧形波导 46
jfxW9][ 3.4 插入入射面 49
mTG v*=l 3.5 选择输出数据文件 53
Ood8Qty( 3.6 运行模拟 54
F$l]#G.@A 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
>heFdKq1 4 创建一个MMI星形耦合器 60
%kM|Hk3d 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
N1dp%b9W( 4.2 定义布局设置 61
@ lo6?9oNo 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
$vlc@]~d`& 4.4 插入输入面 62
y/!h.[ 4.5 运行模拟 63
C] 22 [v4 4.6 预览最大值 65
d l:uI5] 4.7 绘制波导 69
iHKWz)0 4.8 指定输出波导的路径 69
<S*o}:iB 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
2rS|V|d 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
dA;f`Bi;Q 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
`^t0379e 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
cTy;?( E 5.1 定义波导材料 75
zLQplw`# 5.2 定义布局设置 76
IuJj ;L1 5.3 创建波导 76
B+y r
6Q. 5.4 修改输入平面 77
. }QR~IR' 5.5 指定波导的路径 78
N7A/&~g5L 5.6 运行模拟 79
<"|BuK 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
F-MN%WD~ 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
Pb05>J3N 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
h= uv4& 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
-J?i6BHb 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
-5 -X[`cF 6.2 定义布局结构 89
<mE)& 7C 6.3 绘制并定位波导 91
zY@|KV"^r 6.4 生成布局脚本 95
1 : I47/ 6.5 插入和编辑输入面 97
]AlRu( 6.6 运行模拟 98
vi+k#KE 6.7 修改布局脚本 100
;U6z|O7L 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
}gY: VDW 7 应用预定义扩散过程 104
$ 7q'Be@{ 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
") Xy%C`J 7.2 定义布局设置 106
3c<). aC0f 7.3 设计波导 107
-3 } 7.4 设置模拟参数 108
c hE~UQ 7.5 运行模拟 110
?zwPF;L* 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
!(=b H"P 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
!o.l: Mr 7.8 添加一个新的轮廓 111
psb$rbu7[ 7.9 创建上方的线性波导 112
]d]tQPEU 8 各向异性BPM 115
C^]y
iR-U 8.1 定义材料 116
`>^2MHF3LT 8.2 创建轮廓 117
Q`#Y_N-h+ 8.3 定义布局设置 118
LD]>_P83 8.4 创建线性波导 120
(;^Vdi J 8.5 设置模拟参数 121
_9!_fIY 8.6 预览介电常数分量 122
*c} MI
e'& 8.7 创建输入面 123
AhOvI { 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
_1w?nN' 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
Hd(|fc{2 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
" $5J7 9.2 定义布局设置 130
+'qzk>B 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
m09
Bds 9.4 编辑输入平面 132
f]F]wg\_f 9.5 设置模拟参数 134
<5*cc8 9.6 运行模拟 135
"g7`Ytln 10 电光调制器 138
ax7]>Z=%d" 10.1 定义电解质材料 139
;Wjb}_V:_ 10.2 定义电极材料 140
K9Dxb 10.3 定义轮廓 141
!@E=\Sm8EV 10.4 绘制波导 144
1-C 2Y ` 10.5 绘制电极 147
]Y!$HT7\ 10.6 静电模拟 149
"y@B| 10.7 电光模拟 151
\& 6 11 折射率(RI)扫描 155
XjpFJ#T*$A 11.1 定义材料和通道 155
3^kZydZ CN 11.2 定义布局设置 157
uZ mi 11.3 绘制线性波导 160
U#v??Sl 11.4 插入输入面 160
lUX xpv1m 11.5 创建脚本 161
GJW>8*&&( 11.6 运行模拟 163
9H5S@w[je 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
A@^ e 4 \ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
)cc:Z7p 12.1 定义材料 165
4}sfJ0HhX 12.2 创建参考轮廓 166
8 /Z 12.3 定义布局设置 166
2T!pFcc 12.4 用户自定义轮廓 167
o @[yF< 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
`A O_e4D0i 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
kDuN3 13.1 定义材料 173
mx s=< 13.2 创建钛扩散轮廓 173
H:x=v4NgsU 13.3 定义晶圆 174
+o)o 4l%3 13.4 创建器件 175
\gferWm 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
-E1b5i;f 13.6 定义电极区域 178
!K;\{/8 %<%ef+* 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
j`1% a]Bwc 13.9 创建脚本 18414 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成
电路模拟-散射数据导出 186
|<&9_Aq_ 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
" SkTVqm 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
M{$EJS\d= 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
]8*#%^ 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
4[t1"s~Wg 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
1au1DvH 14.11 创建图以查看结果 204
^`NU:" Y9fkt g. 有兴趣可以扫码加微联系
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