j"E_nV:Qc OptiBPM是一款功能强大,用户友好的
软件,可让您在计算机上创建各种
光纤波导设计。
光束传播方法(BPM)是一种逐步
模拟光通过任何波导介质的方法。集成
光学和光纤中,光场沿着导光
结构传播,OptiBPM可以在任何点查看光场。 用户可以让计算机模拟观察光场分布。OptiBPM为布置波导器件提供了简便的数据输入。 布局环境包含称为基元的波导块。 您可以轻松设计设备并配置各种模拟。OptiBPM为布置波导器件提供了简便的数据输入。布局环境包含称为Primitives的波导块。您可以轻松设计器件并配置各种
参数。graphical project layout是一种用户友好的用于设计
光子器件的图形界面。工具栏和菜单选项中提供了设计工具。这些工具包括波导基元、编辑和操作工具以及特殊的布局区域。
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s OptiBPM可以模拟二维(2D)和三维(3D)波导器件中的光传播。
?Ee HeN_ 2D区域是:
d;ElqRC& X方向(垂直)-横向
'hL\xf{ Z方向(水平)-传播方向
=@m|g ) 3D区域是:
-\j}le6;c X方向(垂直)-横向
X; T(?,, Y方向-深度
Jjz:-Uqq2 Z方向(水平)-传播方向
_EOQ*K#=Ct 注:模拟器件在横向尺寸上具有阶梯状的有效
折射率分布。
j]6j!.1 要从真实的3D器件获取二维器件,要应用有效折射率方法。从3D到2D的缩减包含用一维横截面替换器件的二维横截面。用一维有效折射率分布代替实际折射率截面。虽然有效折射率法是一种近似解,但它适用于许多器件。BPM 3D提供了阶跃折射率波导设计所需的所有工具。在BPM 3D中,输入建模数据,这些数据由折射率分布、起始传播场和一组数值参数组成。折射率分布由项目布局中列出的波导结构提供。起始场可以是波导模式、高斯场、矩形场或用户自定义场。起始场和其他模拟参数在Global Data对话框中指定,该对话框通过Simulation菜单访问。
Warz"n]iC gQ*0Mk 数值模拟 R{3f5**0 OptiBPM处理环境包含光束传播方法(BPM)作为其核心元素,以及与BPM算法兼容的模式求解器。BPM基于控制介电质中光传播的方程的数值解。BPM考虑单色信号,并与求解亥姆霍兹方程有关。基于亥姆霍兹方程近似值的传播
模型用于:
dKw*L|5 简化模拟
A%u-6" 减小处理时间
q[l},nw 更好管理计算机内存
[[?:,6I (hVhzw"~ 2D BPM Q5iuK#/ 2D BPM模拟器基于Crank-Nicolson的无条件稳定有限差分方法算法。 您可以根据设计自定义以下程序选项:
C]-Z+9Vvv 在TE和TM偏振之间进行选择的算法
;|b
D@%@ 基于Padé近似,Padé(1,1)和Padé(2,2)到Padé(4,4)的广角传播
DPi%[CRH 将光场选择作为波导模式,高斯场,矩形场或用户自定义场
]E88zWDY` 起始场可以有一定的角度
_5.^A&Y* 参考折射率可以选择为模态、平均或用户定义
PV>-"2n 简单或完全透明边界条件(TBC)
eM+]KG)} N/Z3 EF_ 3D BPM J(h=@cw 全3D模拟器基于:
:sFP{rFx~ 交替方向隐式(ADI)方案
RT8xU;
标量算法
_{KQQ5k\ 在准TE偏振和准TM偏振之间可选择半矢量算法
qp^O\>c 控制两个横向场分量的全矢量算法
7Cx%G/( 1/3Go97/qV gc7S_D~; 自动扫描参数 "kz``6C 设计人员的目标是实现最佳的器件性能。要找到最佳条件,通常需要使用不同的设计参数重复模拟。OptiBPM使您能够执行称为参数扫描计算的自动循环计算。软件按顺序命名数据文件并保存。
I'
ej?~ 4\Y2{Z>P? 模式求解器 ykxjT@[ 在OptiBPM中,模式求解器与2D和3D BPM算法兼容。求解器采用不同的方法:
sE-E\+ 多层平面结构二维传递矩阵法(TMM)
&n6mXFF#>P 3D中的交替方向隐式(ADI)方法
'AE)&56 2D和3D中的相关函数法(CFM)
1fm\5/}'`1 平面结构的程序基于在层之间的介电界面处解决多个边界条件。在传播用户定义的光场期间,CFM计算输入场和每个点处的传播场之间的相关积分。这产生了波导的场振幅相关函数。相关函数提供了场的完整模态描述所需的所有信息,包括:
Jt.dR6, 传播常数
uv}[MXOP 每个模式的权重
*;(LKRV 模式特征函数
hJ>{`Tw ADI方法将X和Y导数分成一个迭代步骤的两个部分。由于其快速收敛,该方法优于其他有限差分技术。ADI方法还提供所有传播常数和模式本征函数。
ngcXS2S_
RN'|./N 图形显示 /fWVgyW>6 OptiBPM具有最先进的图形显示工具,使您能够查看,操作和打印场幅度,相位,有效折射率分布和其他计算数据。其功能包括:
nfq 颜色高度图
c</d1x T 3D图形中的实体建模
p V(b>O 添加可自定义的颜色
]YQlCx` 监控窗口允许用户沿波导选定的多个路径查看信号。