前 言 ZW8vza q u6D 5t 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。
cAqLE\h R'`qK c 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。
ks qQM C8:f_mJU 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。
Lpz>>} 7Lc]HSZ 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。
#7 $
H /-qNh >v4 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。
4*#18<u5 |= ba9&q 《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
B =T'5& 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 '$IKtM`L
F>6|3bOR b-?gw64# 目 录 Y>T-af49 1 入门指南 4
K Hu+9eX 1.1 OptiBPM安装及说明 4
\?ZB]*Fu 1.2 OptiBPM简介 5
Q&ptc>{bH6 1.3 光波导介绍 8
wn, KY$/ 1.4 快速入门 8
!r8 `Yr n 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
~i{(<.he 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
f4b/NG| 2.2 定义布局设置 29
7~% ?# 2.3 创建一个MMI耦合器 31
f=Gg9bnm3 2.4 插入input plane 35
")5":V~fN 2.5 运行模拟 39
T#Z^s~7&I 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
,vawzq[oSy 3 创建一个单弯曲器件 44
Z'W =\rl 3.1 定义一个单弯曲器件 44
:T$ |bc 3.2 定义布局设置 45
S-b/ S5 3.3 创建一个弧形波导 46
zOIDU 3.4 插入入射面 49
$am$ EU?s 3.5 选择输出数据文件 53
be Ga#JH, 3.6 运行模拟 54
E h vX)s 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
e@ 0 7 4 创建一个MMI星形耦合器 60
b<ZIWfs 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
u8g~ 4.2 定义布局设置 61
JPUW6e07o 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
^j7Vt2- 4.4 插入输入面 62
({)+3]x 4.5 运行模拟 63
fk>aqm7D! 4.6 预览最大值 65
7`Ak) F: V 4.7 绘制波导 69
rJT a 4.8 指定输出波导的路径 69
6ex/TySM 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
eA ? RK.e 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
o5GcpbZ3k 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
1{. |+S Z! 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
EjR9JUu 5.1 定义波导材料 75
n\D&!y[]F 5.2 定义布局设置 76
T!kN)#S 5.3 创建波导 76
'ya{9EdlT 5.4 修改输入平面 77
lh7# t# 5.5 指定波导的路径 78
@ioJ] $o7 5.6 运行模拟 79
g%I"U>!2 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
$6 9&O 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
lU\ [aNs 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
50wulGJud 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
}?i0
I 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
!hy-L_wL] 6.2 定义布局结构 89
MrFQ5:= 6.3 绘制并定位波导 91
}C?'BRX 6.4 生成布局脚本 95
i)#d WFDTv 6.5 插入和编辑输入面 97
n'Lr QU 6.6 运行模拟 98
q:0N<$63 6.7 修改布局脚本 100
KY I / 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
o[w:1q7 7 应用预定义扩散过程 104
HM1Fz\Sf 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
'sKk"bi;0 7.2 定义布局设置 106
p)-^;=<B3 7.3 设计波导 107
p27~>xQ 7.4 设置模拟参数 108
ZJJY8k ` 7.5 运行模拟 110
`UaD6Mc<Mz 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
ZvX*t)VjTz 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
s^9Voi.y 7.8 添加一个新的轮廓 111
^
VyKd 7.9 创建上方的线性波导 112
'GWN~ 5 8 各向异性BPM 115
"+nR GEs6 8.1 定义材料 116
Q"d^_z ]K 8.2 创建轮廓 117
RSRS wkC 8.3 定义布局设置 118
4E+e}\r:6 8.4 创建线性波导 120
k]|~>9eY] 8.5 设置模拟参数 121
J!(<y(l 8.6 预览介电常数分量 122
7xlkZF 8.7 创建输入面 123
xLajso1g69 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
:e CwY 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
ML
9' | 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
I$G['` XX/ 9.2 定义布局设置 130
V2EUW!gn
2 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
K@]4g49A/j 9.4 编辑输入平面 132
J*A,o~U| 9.5 设置模拟参数 134
\*?~Yj # 9.6 运行模拟 135
_;y9$"A 10 电光调制器 138
VCkq"f7c w 10.1 定义电解质材料 139
Q3~H{)[Kq 10.2 定义电极材料 140
>Cp0.A:UC# 10.3 定义轮廓 141
8dA~\a 10.4 绘制波导 144
t =iIY`Md% 10.5 绘制电极 147
F/ {!tx 10.6 静电模拟 149
Sz`,X0a 10.7 电光模拟 151
|HQW0 11 折射率(RI)扫描 155
2F.;;Ab 11.1 定义材料和通道 155
`U_)9 8 11.2 定义布局设置 157
PC8Q"O 11.3 绘制线性波导 160
]_g U#,8
11.4 插入输入面 160
B9z?mt'|r) 11.5 创建脚本 161
\}b%E'+_T 11.6 运行模拟 163
r l% 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
Zu [su>\ 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
</z Eg3F\ 12.1 定义材料 165
\M^bD4';> 12.2 创建参考轮廓 166
Lk 8ek}o' 12.3 定义布局设置 166
(L&d!$,Dv 12.4 用户自定义轮廓 167
@":
^)87 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
W ac&b 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
Lqa4Vi 13.1 定义材料 173
rb.N~ 13.2 创建钛扩散轮廓 173
r#a=@ 13.3 定义晶圆 174
Ti5-6%~& 13.4 创建器件 175
}my`K 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
lL3U8}vn 13.6 定义电极区域 178
?:q*(EC< q0vQ a [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
V 5mTP' 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
_Fl9>C"u 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
8l rpve 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
Y$ _B1_ 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
m-, x<bM? 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
DvvK^+-~ 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
TC*g|d @b 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
f]CXu3w(J 14.11 创建图以查看结果 204
wIt}dc li.;IWb0+) 有兴趣可以扫码加微联系
