OptiBPM是一款功能強大，用戶(hù)友好的軟件，可讓您在計算機上創(chuàng )建各種光纖波導設計。光束傳播方法（BPM）是一種逐步模擬光通過(guò)任何波導介質(zhì)的方法。集成光學(xué)和光纖中，光場(chǎng)沿著(zhù)導光結構傳播，OptiBPM可以在任何點(diǎn)查看光場(chǎng)。 用戶(hù)可以讓計算機模擬觀(guān)察光場(chǎng)分布。OptiBPM為布置波導器件提供了簡(jiǎn)便的數據輸入。 布局環(huán)境包含稱(chēng)為基元的波導塊。 您可以輕松設計設備并配置各種模擬。OptiBPM為布置波導器件提供了簡(jiǎn)便的數據輸入。布局環(huán)境包含稱(chēng)為Primitives的波導塊。您可以輕松設計器件并配置各種參數。graphical project layout是一種用戶(hù)友好的用于設計光子器件的圖形界面。工具欄和菜單選項中提供了設計工具。這些工具包括波導基元、編輯和操作工具以及特殊的布局區域。
OptiBPM可以模擬二維（2D）和三維（3D）波導器件中的光傳播。
2D區域是：
X方向（垂直）-橫向
Z方向（水平）-傳播方向
3D區域是：
X方向（垂直）-橫向
Y方向-深度
Z方向（水平）-傳播方向
注：模擬器件在橫向尺寸上具有階梯狀的有效折射率分布。
要從真實(shí)的3D器件獲取二維器件，要應用有效折射率方法。從3D到2D的縮減包含用一維橫截面替換器件的二維橫截面。用一維有效折射率分布代替實(shí)際折射率截面。雖然有效折射率法是一種近似解，但它適用于許多器件。BPM 3D提供了階躍折射率波導設計所需的所有工具。在BPM 3D中，輸入建模數據，這些數據由折射率分布、起始傳播場(chǎng)和一組數值參數組成。折射率分布由項目布局中列出的波導結構提供。起始場(chǎng)可以是波導模式、高斯場(chǎng)、矩形場(chǎng)或用戶(hù)自定義場(chǎng)。起始場(chǎng)和其他模擬參數在Global Data對話(huà)框中指定，該對話(huà)框通過(guò)Simulation菜單訪(fǎng)問(wèn)。
數值模擬
OptiBPM處理環(huán)境包含光束傳播方法（BPM）作為其核心元素，以及與BPM算法兼容的模式求解器。BPM基于控制介電質(zhì)中光傳播的方程的數值解。BPM考慮單色信號，并與求解亥姆霍茲方程有關(guān)�；诤ツ坊羝澐匠探浦档膫鞑ツＰ陀糜冢�
簡(jiǎn)化模擬
減小處理時(shí)間
更好管理計算機內存
2D BPM
2D BPM模擬器基于Crank-Nicolson的無(wú)條件穩定有限差分方法算法。 您可以根據設計自定義以下程序選項：
在TE和TM偏振之間進(jìn)行選擇的算法
基于Padé近似，Padé（1,1）和Padé（2,2）到Padé（4,4）的廣角傳播
將光場(chǎng)選擇作為波導模式，高斯場(chǎng)，矩形場(chǎng)或用戶(hù)自定義場(chǎng)
起始場(chǎng)可以有一定的角度
參考折射率可以選擇為模態(tài)、平均或用戶(hù)定義
簡(jiǎn)單或完全透明邊界條件（TBC）
3D BPM
全3D模擬器基于：
交替方向隱式（ADI）方案
標量算法
在準TE偏振和準TM偏振之間可選擇半矢量算法
控制兩個(gè)橫向場(chǎng)分量的全矢量算法
自動(dòng)掃描參數
設計人員的目標是實(shí)現最佳的器件性能。要找到最佳條件，通常需要使用不同的設計參數重復模擬。OptiBPM使您能夠執行稱(chēng)為參數掃描計算的自動(dòng)循環(huán)計算。軟件按順序命名數據文件并保存。
模式求解器
在OptiBPM中，模式求解器與2D和3D BPM算法兼容。求解器采用不同的方法：
多層平面結構二維傳遞矩陣法（TMM）
3D中的交替方向隱式（ADI）方法
2D和3D中的相關(guān)函數法（CFM）
平面結構的程序基于在層之間的介電界面處解決多個(gè)邊界條件。在傳播用戶(hù)定義的光場(chǎng)期間，CFM計算輸入場(chǎng)和每個(gè)點(diǎn)處的傳播場(chǎng)之間的相關(guān)積分。這產(chǎn)生了波導的場(chǎng)振幅相關(guān)函數。相關(guān)函數提供了場(chǎng)的完整模態(tài)描述所需的所有信息，包括：
傳播常數
每個(gè)模式的權重
模式特征函數
ADI方法將X和Y導數分成一個(gè)迭代步驟的兩個(gè)部分。由于其快速收斂，該方法優(yōu)于其他有限差分技術(shù)。ADI方法還提供所有傳播常數和模式本征函數。
圖形顯示
OptiBPM具有最先進(jìn)的圖形顯示工具，使您能夠查看，操作和打印場(chǎng)幅度，相位，有效折射率分布和其他計算數據。其功能包括：
顏色高度圖
3D圖形中的實(shí)體建模
添加可自定義的顏色
監控窗口允許用戶(hù)沿波導選定的多個(gè)路徑查看信號。
|
