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Optiwave光通信设计软件

OptiBPM简介
时间:2019-04-01 17:04来源:讯技光电作者: 技术部点击:打印
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。
OptiBPM可以模拟二维(2D)和三维(3D)波导器件中的光传播。
2D区域是:
X方向(垂直)-横向
Z方向(水平)-传播方向
3D区域是:
X方向(垂直)-横向
Y方向-深度
Z方向(水平)-传播方向
注:模拟器件在横向尺寸上具有阶梯状的有效折射率分布。
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。
 
数值模拟
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:
简化模拟
减小处理时间
更好管理计算机内存
 
2D BPM
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:
在TE和TM偏振之间进行选择的算法
基于Padé近似,Padé(1,1)和Padé(2,2)到Padé(4,4)的广角传播
将光场选择作为波导模式,高斯场,矩形场或用户自定义场
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
简单或完全透明边界条件(TBC)
 
3D BPM
全3D模拟器基于:
交替方向隐式(ADI)方案
标量算法
在准TE偏振和准TM偏振之间可选择半矢量算法
控制两个横向场分量的全矢量算法

 
  
自动扫描参数
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。
 
模式求解器
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:
多层平面结构二维传递矩阵法(TMM)
3D中的交替方向隐式(ADI)方法
2D和3D中的相关函数法(CFM)
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:
传播常数
每个模式的权重
模式特征函数
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。
 
图形显示
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:
颜色高度图
3D图形中的实体建模
添加可自定义的颜色
监控窗口允许用户沿波导选定的多个路径查看信号。
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