前 言 ( UcFNeo cz S7-Hh@ 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。
o^PuhVu n?Z f/ T 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。
UoRDeYQ`E _ n_sfT6)B 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。
pK"&QPv 8KKz5\kn7 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。
f9F2U
) X <FOn7qf 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。
Y Z\@)D; H ;wR 《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
w"6aha* %7 上海讯技光电科技有限公司
2021年4月 hr1$1&p
O+vcs4 cz>mhD 目 录 InN {^uN 1 入门指南 4
X~z RZ 0 1.1 OptiBPM安装及说明 4
w &C1=v -h 1.2 OptiBPM简介 5
EW9b* r7./ 1.3 光波导介绍 8
, `"K 1.4 快速入门 8
SS0_P
jKz 2 创建一个简单的MMI耦合器 28
!l"tI#?6W% 2.1 定义MMI耦合器
材料 28
@it/$>R^) 2.2 定义布局设置 29
E [*0Bo] 2.3 创建一个MMI耦合器 31
re q-Q | 2.4 插入input plane 35
+ Y;8~+ 2.5 运行模拟 39
%r P ! 2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 43
_'lmCj8L 3 创建一个单弯曲器件 44
m:" +J 3.1 定义一个单弯曲器件 44
N-Z^G<[q. 3.2 定义布局设置 45
?V?<E=13 3.3 创建一个弧形波导 46
8? F
2jv 3.4 插入入射面 49
nj"m^PmWo3 3.5 选择输出数据文件 53
d.I%k1`( 3.6 运行模拟 54
S[sr 'ZW 3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 57
]Y =S 4 创建一个MMI星形耦合器 60
aPt{C3 < 4.1 定义MMI星形耦合器的材料 60
a_A J)4 4.2 定义布局设置 61
L,W:,i/C 4.3 创建一个MMI星形耦合器 61
) WclV~ 4.4 插入输入面 62
F Nlx1U[ 4.5 运行模拟 63
J7Sx !PQ 4.6 预览最大值 65
}Q ;BQ2[ 4.7 绘制波导 69
Q2FQhc@L(: 4.8 指定输出波导的路径 69
G1TANy 4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 71
o
Fi) d[` 4.10 添加输出波导并预览仿真结果 72
nAvs~J 4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 74
;xI0\a7 5 基于VB脚本进行
波长扫描 75
?F25D2[ ( 5.1 定义波导材料 75
w#rVSSXQ3 5.2 定义布局设置 76
3jS7 uU 5.3 创建波导 76
^} tuP 5.4 修改输入平面 77
)Z&HuEg{ZR 5.5 指定波导的路径 78
+dJ&tuL:S 5.6 运行模拟 79
Eny!R@u7q 5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果 81
5DUi4 Cbgy 5.8 应用VB脚本进行模拟 82
gz #+ 5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果 84
) u-ns5 6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器 88
# 'wL\3 6.1 定义3dB耦合器所需的材料 88
*iYMX[$ 6.2 定义布局结构 89
!L/tLHk+ 6.3 绘制并定位波导 91
4NJVW+:2 6.4 生成布局脚本 95
88#N~j~P 6.5 插入和编辑输入面 97
OFp#<o,p 6.6 运行模拟 98
+~:x}QwGT 6.7 修改布局脚本 100
5e)i!;7Uv 6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果 102
/K[]B]1NE 7 应用预定义扩散过程 104
k5 q(7&C 7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导 104
|MVV +.X 7.2 定义布局设置 106
'Z y{mq\ 7.3 设计波导 107
u !M& ;QL 7.4 设置模拟参数 108
8z?$t-D O 7.5 运行模拟 110
x~% \y 7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导 111
8cB=}XgYS 7.7 将模板以新的名称进行保存 111
@f\
X4!e*y 7.8 添加一个新的轮廓 111
? 1GJa]G 7.9 创建上方的线性波导 112
y _6r/z^ 8 各向异性BPM 115
t Z+0}d 8.1 定义材料 116
MV9r5 |3- 8.2 创建轮廓 117
s* @QT8% 8.3 定义布局设置 118
=1eV 8.4 创建线性波导 120
\;i G{}( 8.5 设置模拟参数 121
80 dSQ"y 8.6 预览介电常数分量 122
{ qjUI 8.7 创建输入面 123
xiEcEz'lk 8.8 运行各向异性BPM模拟 124
W%=Z dm
rv 9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 127
\G]K,TG 9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导 128
58 kv#;j 9.2 定义布局设置 130
I.UjST 9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器 130
EkDws `@ 9.4 编辑输入平面 132
,#=eu85 ' 9.5 设置模拟参数 134
$tEdBnf^ca 9.6 运行模拟 135
kja4!_d 10 电光调制器 138
Xad G\_?t` 10.1 定义电解质材料 139
W31LNysH!; 10.2 定义电极材料 140
{n pOlV 10.3 定义轮廓 141
MK< 10.4 绘制波导 144
uwmoM>I W^ 10.5 绘制电极 147
Q=^ktKMeR 10.6 静电模拟 149
C+DG+_%V*S 10.7 电光模拟 151
bOi}; /f 11 折射率(RI)扫描 155
?56~yQF/2 11.1 定义材料和通道 155
}#1U D 11.2 定义布局设置 157
3/SfUfWo 11.3 绘制线性波导 160
'9f6ZAnYpQ 11.4 插入输入面 160
9zmD6G!}t 11.5 创建脚本 161
)j]gm i" 11.6 运行模拟 163
!Jk(&. 11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果 163
6\%r6_.d 12 应用用户自定义扩散轮廓 165
Og_2k
~ 12.1 定义材料 165
*xEI
Zx 12.2 创建参考轮廓 166
!IfI-Q 12.3 定义布局设置 166
bX a %EMF 12.4 用户自定义轮廓 167
USlF+RY@3L 12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓 170
dl7Riw- J 13 马赫-泽德干涉仪开关 172
,w,ENU0~f 13.1 定义材料 173
1'(_>S5CG 13.2 创建钛扩散轮廓 173
`i" $*4#< 13.3 定义晶圆 174
K(%dcUGDK> 13.4 创建器件 175
^v YVl{$bT 13.5 检查x-y切面的RI轮廓 177
z4 GN8:~x 13.6 定义电极区域 178
iK$Vd+Lgc Ry3+/] [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td]
}qG?Vmq*R[ 13.7 定义输入平面和模拟参数 18213.8 运行模拟 182
}IxY(`:qs 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
WZfk}To1# 14.1 理论背景 18614.2 波导Vertical Offset位置设置 189
9:bh3@r/ 14.3 生成脚本数据 19014.4 导出散射数据 193
$q4 XcIX 7 14.5 创建臂 19414.6 在OptiSystem内加载*.s文件 197
QC$=Fs5+ 14.7 加载两个臂的文件 20014.8 在OptiSystem内完成布局 201
ykErt%k<n 14.9 连接元件 20214.10 运行模拟 203
Ukk-(gjX 14.11 创建图以查看结果 204
)$2%&9b G1`mn$`kq 有兴趣可以扫码加微联系
