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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。 O>'o; 0 OptiBPM可以模拟二维(2D)和三维(3D)波导器件中的光传播。 ~ae68&L6 2D区域是: e[{LNM{/# X方向(垂直)-横向 .Sb|+[{ Z方向(水平)-传播方向 xat)9Yb}0 3D区域是: yqB{QFXO X方向(垂直)-横向 m2 N
?Fg Y方向-深度 46$u}"E Z方向(水平)-传播方向 2-{8+*_' 注:模拟器件在横向尺寸上具有阶梯状的有效折射率分布。 JfC.U,7Nc 要从真实的3D器件获取二维器件,要应用有效折射率方法。从3D到2D的缩减包含用一维横截面替换器件的二维横截面。用一维有效折射率分布代替实际折射率截面。虽然有效折射率法是一种近似解,但它适用于许多器件。BPM 3D提供了阶跃折射率波导设计所需的所有工具。在BPM 3D中,输入建模数据,这些数据由折射率分布、起始传播场和一组数值参数组成。折射率分布由项目布局中列出的波导结构提供。起始场可以是波导模式、高斯场、矩形场或用户自定义场。起始场和其他模拟参数在Global Data对话框中指定,该对话框通过Simulation菜单访问。 W]rXt,{& Mu{mj4Y{ 数值模拟 =0 m[ OptiBPM处理环境包含光束传播方法(BPM)作为其核心元素,以及与BPM算法兼容的模式求解器。BPM基于控制介电质中光传播的方程的数值解。BPM考虑单色信号,并与求解亥姆霍兹方程有关。基于亥姆霍兹方程近似值的传播模型用于: 3 :f5xF 简化模拟 ayC*n' 减小处理时间 # Dy;x\a 更好管理计算机内存 N8m^h:b )Hw;{5p@ 2D BPM |w\D6d]o 2D BPM模拟器基于Crank-Nicolson的无条件稳定有限差分方法算法。 您可以根据设计自定义以下程序选项: Z1q'4h=F. 在TE和TM偏振之间进行选择的算法 g#Yqw 基于Padé近似,Padé(1,1)和Padé(2,2)到Padé(4,4)的广角传播 <Z#u_:5@ 将光场选择作为波导模式,高斯场,矩形场或用户自定义场 8xL-j2w 起始场可以有一定的角度 GJ?rqmbL 参考折射率可以选择为模态、平均或用户定义 '+-R 7# 简单或完全透明边界条件(TBC) dJCu`34Y'| r:YAn^Lg 3D BPM S0"OU0`N 全3D模拟器基于: EmY8AN(* 交替方向隐式(ADI)方案 KWXJ[#E<W 标量算法 E{lq@it32p 在准TE偏振和准TM偏振之间可选择半矢量算法 4W^0K|fq 控制两个横向场分量的全矢量算法 S:
/ShT ZXr]V'Q? >-oa`im+ 自动扫描参数 |nocz]yU$ 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。 ^S, "iV \@I.K+hj$ 模式求解器 +F 5 Dc 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: 6
*Q5.g 多层平面结构二维传递矩阵法(TMM) {J|P2a[ 3D中的交替方向隐式(ADI)方法 1w\Y._jK 2D和3D中的相关函数法(CFM) kv) LH{ 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: WhK?>u 传播常数 d6(qc< /!r 每个模式的权重 ,[~Ydth 模式特征函数 p>R F4 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。 )Cx8?\/c=x kqHh@]Z0' 图形显示 8f29Hj+ 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: )\^%w9h 颜色高度图 E8IWHh_ 3D图形中的实体建模 =XoNk1 添加可自定义的颜色 {)F-US 监控窗口允许用户沿波导选定的多个路径查看信号。 U7:~@eYy 原文链接:http://www.infotek.com.cn/html/47//201904011107.html @W^g(I(w ydlH6 > z<@$$Z=0UF
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