[产品]OptiBPM简介 [复制链接]

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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。 P_H2[d&/>D  
OptiBPM可以模拟二维（2D）和三维（3D）波导器件中的光传播。 C[{E8Tg/  
2D区域是： ;dfIzi  
 X方向（垂直）-横向 mz x$
(u  
 Z方向（水平）-传播方向
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3D区域是： d" 0&=/  
 X方向（垂直）-横向 bz 7?F!  
 Y方向-深度 1}Guhayy  
 Z方向（水平）-传播方向 9]T61Z{OW1  
注：模拟器件在横向尺寸上具有阶梯状的有效折射率分布。 %p7onwKq0  
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。 }s"].Xm^2  
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数值模拟 QxbG-B^)=  
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： J
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 简化模拟 Wcm'E3c,  
 减小处理时间 *T}c{/  
 更好管理计算机内存 `tuGy}S2  
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2D BPM "Q\b6 7Ch  
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： Jq"3xj  
 在TE和TM偏振之间进行选择的算法 t@ri`?0w  
 基于Padé近似，Padé（1,1）和Padé（2,2）到Padé（4,4）的广角传播 DTsD<o  
 将光场选择作为波导模式，高斯场，矩形场或用户自定义场  jrS$!cEo  
 起始场可以有一定的角度 *>:<  
 参考折射率可以选择为模态、平均或用户定义 ew,okRCN  
 简单或完全透明边界条件（TBC）  6cjCn  
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3D BPM 4M0p:Ey '  
全3D模拟器基于：
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 交替方向隐式（ADI）方案 <eS+3,  
 标量算法 .=yv m  
 在准TE偏振和准TM偏振之间可选择半矢量算法 eNH9`Aa  
 控制两个横向场分量的全矢量算法 =j20A6gND  
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自动扫描参数 \QG2V$  
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。 p<mBC2!%  
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模式求解器 ?I+$KjE+  
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： C%ZPWOc_8  
 多层平面结构二维传递矩阵法（TMM） 8N |K
  
 3D中的交替方向隐式（ADI）方法 $tc1te  
 2D和3D中的相关函数法（CFM） uvR l`"Y  
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： CbxWK#aMmB  
 传播常数 l+wfP76w  
 每个模式的权重  V_
e  
 模式特征函数 b>#=7;  
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。 nWK7*  
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图形显示 {6
1Y;  
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： 2 p}I  
 颜色高度图 zN)).a  
 3D图形中的实体建模 / $s(OFbi#  
 添加可自定义的颜色 X(.[rC>  
监控窗口允许用户沿波导选定的多个路径查看信号。