OptiBPM是一款功能強大(dà)，用戶友(yǒu)好的軟件，可(kě)讓您在計(jì)算(suàn)機上(shàng)創建各種光纖波導設計(jì)。光束傳播方法（BPM）是一種逐步模拟光通(tōng)過任何波導介質的方法。集成光學和(hé)光纖中，光場(chǎng)沿着導光結構傳播，OptiBPM可(kě)以在任何點查看光場(chǎng)。 用戶可(kě)以讓計(jì)算(suàn)機模拟觀察光場(chǎng)分布。OptiBPM為(wèi)布置波導器(qì)件提供了簡便的數(shù)據輸入。 布局環境包含稱為(wèi)基元的波導塊。 您可(kě)以輕松設計(jì)設備并配置各種模拟。OptiBPM為(wèi)布置波導器(qì)件提供了簡便的數(shù)據輸入。布局環境包含稱為(wèi)Primitives的波導塊。您可(kě)以輕松設計(jì)器(qì)件并配置各種參數(shù)。graphical project layout是一種用戶友(yǒu)好的用于設計(jì)光子器(qì)件的圖形界面。工具欄和(hé)菜單選項中提供了設計(jì)工具。這些(xiē)工具包括波導基元、編輯和(hé)操作(zuò)工具以及特殊的布局區(qū)域。
OptiBPM可(kě)以模拟二維（2D）和(hé)三維（3D）波導器(qì)件中的光傳播。
2D區(qū)域是：
X方向（垂直）-橫向
Z方向（水(shuǐ)平）-傳播方向
3D區(qū)域是：
X方向（垂直）-橫向
Y方向-深度
Z方向（水(shuǐ)平）-傳播方向
注：模拟器(qì)件在橫向尺寸上(shàng)具有(yǒu)階梯狀的有(yǒu)效折射率分布。
要從真實的3D器(qì)件獲取二維器(qì)件，要應用有(yǒu)效折射率方法。從3D到2D的縮減包含用一維橫截面替換器(qì)件的二維橫截面。用一維有(yǒu)效折射率分布代替實際折射率截面。雖然有(yǒu)效折射率法是一種近似解，但(dàn)它适用于許多(duō)器(qì)件。BPM 3D提供了階躍折射率波導設計(jì)所需的所有(yǒu)工具。在BPM 3D中，輸入建模數(shù)據，這些(xiē)數(shù)據由折射率分布、起始傳播場(chǎng)和(hé)一組數(shù)值參數(shù)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(kě)以是波導模式、高(gāo)斯場(chǎng)、矩形場(chǎng)或用戶自定義場(chǎng)。起始場(chǎng)和(hé)其他模拟參數(shù)在Global Data對話(huà)框中指定，該對話(huà)框通(tōng)過Simulation菜單訪問。
數(shù)值模拟
OptiBPM處理(lǐ)環境包含光束傳播方法（BPM）作(zuò)為(wèi)其核心元素，以及與BPM算(suàn)法兼容的模式求解器(qì)。BPM基于控制(zhì)介電(diàn)質中光傳播的方程的數(shù)值解。BPM考慮單色信号，并與求解亥姆霍茲方程有(yǒu)關。基于亥姆霍茲方程近似值的傳播模型用于：
簡化模拟
減小(xiǎo)處理(lǐ)時(shí)間(jiān)
更好管理(lǐ)計(jì)算(suàn)機內(nèi)存
2D BPM
2D BPM模拟器(qì)基于Crank-Nicolson的無條件穩定有(yǒu)限差分方法算(suàn)法。 您可(kě)以根據設計(jì)自定義以下程序選項：
在TE和(hé)TM偏振之間(jiān)進行(xíng)選擇的算(suàn)法
基于Padé近似，Padé（1,1）和(hé)Padé（2,2）到Padé（4,4）的廣角傳播
将光場(chǎng)選擇作(zuò)為(wèi)波導模式，高(gāo)斯場(chǎng)，矩形場(chǎng)或用戶自定義場(chǎng)
起始場(chǎng)可(kě)以有(yǒu)一定的角度
參考折射率可(kě)以選擇為(wèi)模态、平均或用戶定義
簡單或完全透明(míng)邊界條件（TBC）
3D BPM
全3D模拟器(qì)基于：
交替方向隐式（ADI）方案
标量算(suàn)法
在準TE偏振和(hé)準TM偏振之間(jiān)可(kě)選擇半矢量算(suàn)法
控制(zhì)兩個(gè)橫向場(chǎng)分量的全矢量算(suàn)法
自動掃描參數(shù)
設計(jì)人(rén)員的目标是實現最佳的器(qì)件性能。要找到最佳條件，通(tōng)常需要使用不同的設計(jì)參數(shù)重複模拟。OptiBPM使您能夠執行(xíng)稱為(wèi)參數(shù)掃描計(jì)算(suàn)的自動循環計(jì)算(suàn)。軟件按順序命名數(shù)據文件并保存。
模式求解器(qì)
在OptiBPM中，模式求解器(qì)與2D和(hé)3D BPM算(suàn)法兼容。求解器(qì)采用不同的方法：
多(duō)層平面結構二維傳遞矩陣法（TMM）
3D中的交替方向隐式（ADI）方法
2D和(hé)3D中的相關函數(shù)法（CFM）
平面結構的程序基于在層之間(jiān)的介電(diàn)界面處解決多(duō)個(gè)邊界條件。在傳播用戶定義的光場(chǎng)期間(jiān)，CFM計(jì)算(suàn)輸入場(chǎng)和(hé)每個(gè)點處的傳播場(chǎng)之間(jiān)的相關積分。這産生(shēng)了波導的場(chǎng)振幅相關函數(shù)。相關函數(shù)提供了場(chǎng)的完整模态描述所需的所有(yǒu)信息，包括：
傳播常數(shù)
每個(gè)模式的權重
模式特征函數(shù)
ADI方法将X和(hé)Y導數(shù)分成一個(gè)叠代步驟的兩個(gè)部分。由于其快速收斂，該方法優于其他有(yǒu)限差分技(jì)術(shù)。ADI方法還(hái)提供所有(yǒu)傳播常數(shù)和(hé)模式本征函數(shù)。
圖形顯示
OptiBPM具有(yǒu)最先進的圖形顯示工具，使您能夠查看，操作(zuò)和(hé)打印場(chǎng)幅度，相位，有(yǒu)效折射率分布和(hé)其他計(jì)算(suàn)數(shù)據。其功能包括：
顔色高(gāo)度圖
3D圖形中的實體(tǐ)建模
添加可(kě)自定義的顔色
監控窗口允許用戶沿波導選定的多(duō)個(gè)路徑查看信号。
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