前 言 V5LzUg] }" 'l8t0? 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。
-5yEd>Z S-6 %mYf 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。
1vBXO bk y| %rW 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。
&P{[22dQ ;/Dp 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。
P\CT|K'P .qBf`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。
) >SU J^u &<sDbN S 《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
t1YVE%`w 上海讯技光电科技有限公司
* 7 o (
t |aBe7t7 It@.U| 目 录 e[7n`ka
' 1 入门指南 4
*G#W],~0 1.1 OptiBPM安装及说明 4
ZK@ENfG 1.2 OptiBPM简介 5
h~
=UFE%' 1.3 光波导介绍 8
V}kZowWD 1.4 快速入门 8
.qCD(XZ+ 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
%9A6c(L 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
!7lS=D(? 2.2 定义布局设置 29
zj^Ys`nl 2.3 创建一个MMI耦合器 31
V1j5jjck 2.4 插入input plane 35
5[Yzi> o[ 2.5 运行模拟 39
Q=%1@ ,x" 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
O?9&6x 3 创建一个单弯曲器件 44
: )\< 3.1 定义一个单弯曲器件 44
k/yoRv% 3.2 定义布局设置 45
g G^K\+S 3.3 创建一个弧形波导 46
s^b2H
! ~ 3.4 插入入射面 49
<O cD [5 3.5 选择输出数据文件 53
T0ebW
w 3.6 运行模拟 54
E8~Bp-G) 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
nDS mr 4 创建一个MMI星形耦合器 60
G.,dP +i 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
A-&C.g 4.2 定义布局设置 61
c6;tbL 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
XOzd{ 4.4 插入输入面 62
pN"d~Z8 4.5 运行模拟 63
MGd 7Ont 4.6 预览最大值 65
&JM|u ww?1 4.7 绘制波导 69
Wej 8YF@ 4.8 指定输出波导的路径 69
;k<g# She 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
sV+/JDl 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
geL)v7t+# 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
#$QC2;/)F 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
X9# ;quco@ 5.1 定义波导材料 75
I_IDrS)O 5.2 定义布局设置 76
Ms. 1RCup 5.3 创建波导 76
%B$~yx3# 5.4 修改输入平面 77
V_?5 cwZ 5.5 指定波导的路径 78
`k/hC 5.6 运行模拟 79
O<Rm9tZ8 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
CfA^Xp@vc 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
C{<qc,!4 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
C&b^T Le 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
MMglo3 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
yT<yy>J9l# 6.2 定义布局结构 89
Rdd[b? 6.3 绘制并定位波导 91
{1.t ZCMT 6.4 生成布局脚本 95
E-_FxBw 6.5 插入和编辑输入面 97
, [xDNl[Y| 6.6 运行模拟 98
-9)<[>: 6.7 修改布局脚本 100
_ 6"!y
]Q 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
j_VTa/ 7 应用预定义扩散过程 104
|T~C( $9 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
gN|[n.W4 7.2 定义布局设置 106
;#G)([ 7.3 设计波导 107
SyFO f 7.4 设置模拟参数 108
Bkv h]k;F8 7.5 运行模拟 110
JW ;DA E< 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
r7r>1W%4 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
<taN3 7.8 添加一个新的轮廓 111
1H{M0e 7.9 创建上方的线性波导 112
Z> jk \[ 8 各向异性BPM 115
,r T62w*e 8.1 定义材料 116
M/XxiF 8.2 创建轮廓 117
vq|o}6Et 8.3 定义布局设置 118
$bRakF1'S 8.4 创建线性波导 120
C~F do0D 8.5 设置模拟参数 121
AOhfQ:E 4 8.6 预览介电常数分量 122
8jW"8~Y#0 8.7 创建输入面 123
y<bA Y_-[ 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
LwQq0<v 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
SR@yG:~ 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
ZtPq */' 9.2 定义布局设置 130
u6{= Z : 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
SnsOuC5Ah 9.4 编辑输入平面 132
vs-%J 6}G 9.5 设置模拟参数 134
,C%fA>?UF8 9.6 运行模拟 135
<RfPd+</ 10 电光调制器 138
zrWkz3FN 10.1 定义电解质材料 139
1@*qz\ YY 10.2 定义电极材料 140
og<mFbqkq7 10.3 定义轮廓 141
AvF:$ kG 10.4 绘制波导 144
M8 oCh 10.5 绘制电极 147
dYdZt<6W<( 10.6 静电模拟 149
`,XCD-R^ 10.7 电光模拟 151
d?G ~k[C!a 11 折射率(RI)扫描 155
.}W#YN$ 11.1 定义材料和通道 155
m %A h]x; 11.2 定义布局设置 157
#jAlmxN 11.3 绘制线性波导 160
e|)6zh<O: 11.4 插入输入面 160
ns|)VX 11.5 创建脚本 161
I^>m-M. 11.6 运行模拟 163
?-mDvW 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
qP6 Yn JWl 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
$xRZU9 + 12.1 定义材料 165
*GxOiv7"4W 12.2 创建参考轮廓 166
Wy{xTLXk2 12.3 定义布局设置 166
0F$;]zg 12.4 用户自定义轮廓 167
8zv=@`4@G 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
c NX, % 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
g.![>?2$8 13.1 定义材料 173
>\=~2>FCD 13.2 创建钛扩散轮廓 173
W`HO Q 13.3 定义晶圆 174
+X)n} jh 13.4 创建器件 175
:<$B o 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
s ~'><ioh 13.6 定义电极区域 178
jb~2f2vUa 5ve4 u 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
6( 1xU\x 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
\LX!n!@ 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
N|cW Tbi 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
^B[%|{cO 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
{k. Dy92 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
@]$qJFXx 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
g wM~W 14.11 创建图以查看结果 204
6*3J3Lc_< ~ KN dV 有兴趣可以扫码加微联系
)aY^k|I Ul@ Jg
