书籍推荐：《OptiBPM入门教程》

前  言
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。 

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。 

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。

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。 

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。

《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.

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目 录

1 入门指南4

1.1 OptiBPM安装及说明4

1.2 OptiBPM简介5

1.3 光波导介绍8

1.4 快速入门8

2 创建一个简单的MMI耦合器28

2.1 定义MMI耦合器材料28

2.2 定义布局设置29

2.3 创建一个MMI耦合器31

2.4 插入input plane35

2.5 运行模拟39

2.6 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果43

3 创建一个单弯曲器件44

3.1 定义一个单弯曲器件44

3.2 定义布局设置45

3.3 创建一个弧形波导46

3.4 插入入射面49

3.5 选择输出数据文件53

3.6 运行模拟54

3.7 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果57

4 创建一个MMI星形耦合器60

4.1 定义MMI星形耦合器的材料60

4.2 定义布局设置61

4.3 创建一个MMI星形耦合器61

4.4 插入输入面62

4.5 运行模拟63

4.6 预览最大值65

4.7 绘制波导69

4.8 指定输出波导的路径69

4.9 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果71

4.10 添加输出波导并预览仿真结果72

4.11 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果74

5 基于VB脚本进行波长扫描75

5.1 定义波导材料75

5.2 定义布局设置76

5.3 创建波导76

5.4 修改输入平面77

5.5 指定波导的路径78

5.6 运行模拟79

5.7 在OptiBPM_Simulator中预览模拟结果81

5.8 应用VB脚本进行模拟82

5.9 在OptiBPM_Analyzer中查看模拟结果84

6 应用VB脚本设计一个3dB的耦合器88

6.1 定义3dB耦合器所需的材料88

6.2 定义布局结构89

6.3 绘制并定位波导91

6.4 生成布局脚本95

6.5 插入和编辑输入面97

6.6 运行模拟98

6.7 修改布局脚本100

6.8 在OptiBPM_Analyzer中预览模拟结果102

7 应用预定义扩散过程104

7.1 创建一个由钛在铌酸锂中扩散所形成的线性波导104

7.2 定义布局设置106

7.3 设计波导107

7.4 设置模拟参数108

7.5 运行模拟110

7.6 基于钛和镁在铌酸锂中的扩散，创建一个掩埋波导111

7.7 将模板以新的名称进行保存111

7.8 添加一个新的轮廓111

7.9 创建上方的线性波导112

8 各向异性BPM115

8.1 定义材料116

8.2 创建轮廓117

8.3 定义布局设置118

8.4 创建线性波导120

8.5 设置模拟参数121

8.6 预览介电常数分量122

8.7 创建输入面123

8.8 运行各向异性BPM模拟124

9 创建一个chip-to-fiber对接耦合器127

9.1 定义chip-to-fiber对接耦合器的材料和波导128

9.2 定义布局设置130

9.3 创建一个chip-to-fiber对接耦合器130

9.4 编辑输入平面132

9.5 设置模拟参数134

9.6 运行模拟135

10 电光调制器138

10.1 定义电解质材料139

10.2 定义电极材料140

10.3 定义轮廓141

10.4 绘制波导144

10.5 绘制电极147

10.6 静电模拟149

10.7 电光模拟151

11 折射率(RI)扫描155

11.1 定义材料和通道155

11.2 定义布局设置157

11.3 绘制线性波导160

11.4 插入输入面160

11.5 创建脚本161

11.6 运行模拟163

11.7 在OptiBPM_Analyzer中预览结果163

12 应用用户自定义扩散轮廓165

12.1 定义材料165

12.2 创建参考轮廓166

12.3 定义布局设置166

12.4 用户自定义轮廓167

12.5 根据参考轮廓检测用户自定义轮廓170

13 马赫-泽德干涉仪开关172

13.1 定义材料173

13.2 创建钛扩散轮廓173

13.3 定义晶圆174

13.4 创建器件175

13.5 检查x-y切面的RI轮廓177

13.6 定义电极区域178

13.7 定义输入平面和模拟参数182

13.8 运行模拟182

13.9 创建脚本184

14 应用OptiBPM和OptiSystem进行光集成电路模拟-散射数据导出186

14.1 理论背景186

14.2 波导Vertical Offset位置设置189

14.3 生成脚本数据190

14.4 导出散射数据193

14.5 创建臂194

14.6 在OptiSystem内加载*.s文件197

14.7 加载两个臂的文件200

14.8 在OptiSystem内完成布局201

14.9 连接元件202

14.10 运行模拟203

14.11 创建图以查看结果204