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    [转载]OptiBPM简介 [复制链接]

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    离线飞跃小河
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-05-18
    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。 L1J~D?q  
    OptiBPM可以模拟二维(2D)和三维(3D)波导器件中的光传播。 m]#oZVngy  
    2D区域是: I8:A]  
     X方向(垂直)-横向 _)? 59  
     Z方向(水平)-传播方向 ,4tuWO)"  
    3D区域是: >Kjl>bq  
     X方向(垂直)-横向 HSsG0&'-Y  
     Y方向-深度 V*1hoC#  
     Z方向(水平)-传播方向 "MNI_C#{  
    注:模拟器件在横向尺寸上具有阶梯状的有效折射率分布。 nkn4VA?"  
    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。 yO`HL'SMo  
    (6#, $Ze   
    数值模拟 7 I`8r2H  
    OptiBPM处理环境包含光束传播方法(BPM)作为其核心元素,以及与BPM算法兼容的模式求解器。BPM基于控制介电质中光传播的方程的数值解。BPM考虑单色信号,并与求解亥姆霍兹方程有关。基于亥姆霍兹方程近似值的传播模型用于: yz7X7mAo  
     简化模拟 QpZ CU]  
     减小处理时间 2jiH&'@  
     更好管理计算机内存 lOuO~`,J  
    waI:w,  
    2D BPM + #V.6i  
    2D BPM模拟器基于Crank-Nicolson的无条件稳定有限差分方法算法。 您可以根据设计自定义以下程序选项: Ods/1 KW  
     在TE和TM偏振之间进行选择的算法 Yg kd1uI.  
     基于Padé近似,Padé(1,1)和Padé(2,2)到Padé(4,4)的广角传播 vlS+UFH0  
     将光场选择作为波导模式,高斯场,矩形场或用户自定义场 s7> a  
     起始场可以有一定的角度 A5[iFT>  
     参考折射率可以选择为模态、平均或用户定义 /_l$h_{DH  
     简单或完全透明边界条件(TBC) L.tW]43K  
    &;wNJ)Uc  
    3D BPM Cl>{vS N  
    全3D模拟器基于: ]w;!x7bU(  
     交替方向隐式(ADI)方案 P")1_!  
     标量算法 o/~Rf1  
     在准TE偏振和准TM偏振之间可选择半矢量算法 'BO MFp7c  
     控制两个横向场分量的全矢量算法 {|D7H=f  
    { usv*Cm  
       WAqH*LB  
    自动扫描参数 V|W[>/  
    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。 64R~ $km  
    sRkPXzK  
    模式求解器 Yw_^]:~  
    在OptiBPM中,模式求解器与2D和3D BPM算法兼容。求解器采用不同的方法: EwX:^1f  
     多层平面结构二维传递矩阵法(TMM) L }L"BY3$  
     3D中的交替方向隐式(ADI)方法 ')#!M\1,HQ  
     2D和3D中的相关函数法(CFM) F9PXQD(  
    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: xjK@Q1MJ  
     传播常数 gHmy?+)  
     每个模式的权重 VSLi{=#  
     模式特征函数 PyQ P K,  
    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。 W|-<ekH_u  
    1 ` ={* *  
    图形显示 fuao*L]  
    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: m:x<maP# E  
     颜色高度图 -4!S?rHwd+  
     3D图形中的实体建模 $WICyI{$  
     添加可自定义的颜色 Mv\]uAT`  
    监控窗口允许用户沿波导选定的多个路径查看信号。 &X&msEM  
    原文链接:http://www.infotek.com.cn/html/47//201904011107.html   F*TkQ\y  
    i8|0zI  
    bJ5 VlK67R  
     
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