光电子课设--光谱光栅分析
光栅式光谱仪原理 ppt课件
m.............................2( ) 2 2
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（1）和（2）可得相邻两光线干涉极大值的条件——光栅方程式为：
dsin i sin m.......... .......... ....(3)
0级
1级 短波λ
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光栅的分辨率
光栅的分辨率也是以
R d
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R mN d
提高光谱级次 m ，增加总刻线数 N ，可增大分辨率 R
。
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三、光栅式单色仪系统图
M
发散光
平行光
会聚光
平行光
衍射光
图12－11
S2
S1
M1 N
N G
入射狭缝S1和出射狭缝S2都位于色散系统的同一侧，都在M的焦面上。 由入射狭缝S1发出的光束，经凹面反射镜M反射后成为平行光束，投 射到光栅G上，经光色散后的光束重新投射到M上，经M聚焦由平面镜 M1转折到S2狭缝射出。
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四、光栅的转动机构
α i
i
δ=900
B
φ
N
β
λ
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看谱分析是一种目视发射光谱分析方法。
试样反射的光经准直物镜6变平行光，经光栅分光， 再经6聚焦成像，被显微放大在目镜11附近，可供观察。 观察者可直接观察到视场光栏9处的彩色图谱。
1.光源、 试样
8
9.视场 10显微
θi
长波λ
图12-8
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m 0 其位置对应于反射方向，即 i
光电子课设--光谱光栅分析
目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1光纤光栅 (2)1.1 光纤光栅简介 (2)1.2 光纤的基本结构与模式 (2)1.3平面光栅 (3)1.4 光纤光栅谱 (4)1.5 光纤光栅的应用 (4)2 Beamprop介绍 (6)3光谱仿真 (7)3.1 BeamProp参数设置步骤 (7)3.2 检查指数资料 (9)3.3 分析建立 (10)3.4 仿真 (10)3.5 在波长上的扫描 (11)4 心得体会 (13)参考文献 (14)摘要光纤光栅是在光线中制作的一种无源器件，在光纤中沿轴向建立一种折射率周期性的分布，它能够对特定波长附近一定带宽内的光具有反射或损耗作用。
早期的光纤光栅是指光纤布拉格光栅，直到出现了长周期光纤光栅后，才有了两种分类。
本文介绍的是通过Beamprop软件进行光纤光栅的光谱仿真，Beamprop是一款实用性非常强的光学应用软件，本文包含了Beamprop软件的介绍、光纤光栅的原理以及进行光谱分析及仿真。
关键词：光纤光栅；Beamprop；光谱仿真AbstractThe fiber grating is a passive device in the procedure of light, the fiber along the axis to create a periodic refractive index distribution, it can be near a particular wavelength of light within a certain bandwidth, or loss of effect with reflections. Early fiber grating is the fiber Bragg grating, until after a long period fiber grating, only two categories.This article describes the software through Beamprop fiber grating spectral simulation, Beamprop is a very strong practical optical applications, this article contains Beamprop software introduction, the principle of fiber Bragg grating and spectral analysis and simulation.Key words: fiber grating; Beamprop; spectrum simulation绪论光电子器件的进步推动了光纤通信的发展，器件出现了包括光纤光栅在内的各种光纤器件。
光栅光谱仪与光谱分析讲稿
光栅光谱仪与光谱分析一、实验目的1、进一步掌握光栅的原理2、了解光电倍增管和线阵CCD 及其在光谱测量中的应用3、学习摄谱、识谱和谱线测量等光谱研究的基本方法4、通过测量氢光谱可见谱线的波长，验证巴尔末公式的正确性，从而对玻尔理论的实验基础有具体的了解。
力求准确测定氢的里德伯常数，对近代测量达到的精度有一初步了解。
二、实验原理光谱分析是研究原子和分子结构的重要手段，现有关于原子结构的知识，大部分来源于各种原子光谱的研究。
通过光谱研究，可以得到所研究物质中含有元素的组分和原子内部的能级结构及相互作用等方面的信息。
在光谱分析中，用于分光的光谱仪器和检测光的光探测器对分析结构有着决定性作用1）光栅光谱仪分光原理与参数光栅是光栅光谱仪的核心，其分光原理如下：1．平面反射光栅的构造与光栅方程目前最广泛应用的是平面反射光栅，它是在玻璃基板上镀上铝层，用特殊刀具刻划出许多平行而且间距相等的槽面而成，如图1所示。
大量生产的平面反射光栅每毫米的刻槽数目为600条、1200条、1800条和2400条。
铝在近红外区和可见光区的反射系数都较大，而且几乎是常数，在紫外区的反射系数比金和银都大，加上它比较软，易于刻划，所以通常都用铝来刻制反射光栅。
我们将看到，在铝层上只要刻划出适当的槽形，就能把光的能量集中到某一极，克服透射光栅光谱线强度微弱的缺点。
铝制反射光栅几乎在红外、可见光和紫外区都能用。
用一块刻制好的光栅（称原制光栅或母光栅）可以复制出多块光栅。
在图1中，衍射槽面（宽度为a ）与光栅平面的夹角为θ，称为光栅的闪耀角。
当平行光束入射到光栅上，由于槽面的衍射及各个槽面衍射光的叠加，不同方向的衍射光束强度不同。
考虑槽面之间的干涉，当满足光栅方程（1）(sin sin )d i m βλ±=时，光强度将出现极大。
式中及分别是入射光及衍射光与光栅平面法线的夹角（入射i β角和衍射角）。
d 为光栅常数，m=±1，±2，±3，…，为干涉级，是出现极大值的波长。
07用分光计研究光栅光谱
用分光计研究光栅光谱大学物理实验光谱：是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后，被色散开的单色光按波长或频率大小依次排列的图案，全称为“光学频谱”。
光谱中最大的一部分——可见光谱，是电磁波谱中人眼可见的一部分，在这个波长范围内的电磁辐射被称作“可见光”。
图：太阳光谱及夫琅禾费线.图：太阳光谱与原子吸收光谱的对比 (单位Å).特征谱线：各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线，对应的波长叫特征波长。
光栅：大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件。
pet透射衍射光栅透射型全息衍射光栅光栅分光示意图(狭缝)透光宽度a(刻痕)不透光宽度b光栅常数：d =a +b光栅方程：d sin θ=k λ (k =0,±1,±2,…) 光栅的基本特性参数：(1)角色散率 D =∆θ/∆λ=k /(d cos θ) (2)光栅分辨本领 R =λ/∆λ=kN =k ·l /d说明：θ是衍射角；λ是分光后的各颜色谱线波长；k 为光谱衍射级数；N 是被入射平行光照射下的光栅有效面积内的狭缝总条数；l 为光栅受照面积的宽度，也即分光计实验中平行光管的通光孔径。
以双缝光栅为例，基本特点：结论：屏上强度为单缝衍射和双缝干涉的共同结果。
分光计双面反射镜汞灯透明不透明a bd进一步熟悉分光计的调节与使用；以汞灯作光源，以平面透射光栅作色散器件，观察光通过光栅的衍射现象，了解光栅的主要特性，并测量各光谱线的衍射角； 学会用透射光栅测定光栅常数、角色散率、光栅分辨本领及光波波长；掌握光谱定性、半定量分析的方法。
fL P平 行 光 垂 直 入 射 光 栅d相邻两束相干光的光程差： δ=d sin θ相邻两束相干光的相位差：∆φ=2πδ/λ=2πd sin θ/λ若光程差δ恰好等于kλ，或者说相位差∆φ恰为2k π，则两束光相干加强，就会产生明条纹。
以此类推，此时N 束光也都相干加强。
光栅光谱仪实验(PPT课件)
色散的一类光谱测量仪器。光栅光谱仪是光 谱测量和分析中最常用的仪器，
光栅光谱仪实验（PPT课件）
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实验目的 1. 了解光栅光谱仪的工作原理 2. 掌握利用光栅光谱仪进行测量 的技术
光栅光谱仪实验（PPT课件）
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实验仪器 • WDS8A型组合式多功能光栅光谱仪 • 计算机 • 氘灯、钠灯、汞灯等各种光源Βιβλιοθήκη 光栅光谱仪实验（PPT课件）
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• 光栅G安装在一个转台上，当光栅旋转时，就 将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上， 光电探测器记录不同光栅旋转角度（不同的 角度代表不同的波长）时的输出光信号强度， 即记录了光谱。这种光谱仪通过输出狭缝选 择特定的波长进行记录，称为光栅单色仪。
光栅光谱仪实验（PPT课件）
• 有三个部分：
• 1 光学系统
• 2 电子系统
• 3 软件系统
光栅光谱仪实验（PPT课件）
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光学系统
光谱仪光学系统 采用C-T型，如 图所示：
• M1准光镜、M2物镜、M3转镜、G平面衍射
光栅、S1入射狭缝、通过旋转M3选择出射狭
缝S2或S3从而选择接收器件类型，出射狭缝
为S2则为光电倍增管或硫化铅、钽酸锂、
线光谱不同（又叫特征光谱）
定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱
吸
收 光 谱
产生条件：炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散 形成的
光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些 暗线（与特征谱线相对应）
光栅光谱仪实验（PPT课件）
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• 光谱分析：由于每一种元素都有自己的特
征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确 定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。
(完整版)第5讲光纤布拉格光栅(FBG)解读
最大反射率为 R(l, ) tanh2 (l)
反射谱带宽为
Bs
(
n 2 n0
)
2
(
1 N
)2
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光纤的光敏特性
❖ 掺杂光纤光敏性机理
▪ 掺杂物质与SiO2混合时形成的结构缺陷 ▪ 外界光场作用下通过单光子或双光子吸收
过程使错位键破裂形成色心 ▪ 标准光纤：GeOx ▪ 其它掺杂物质：Erbium（铒）, Europium
▪ 倍频氩离子激光器 ▪ 准分子激光器 ▪ 倍频铜蒸气激光器 ▪ 倍频可调谐染料激光器 ▪ 倍频可调谐OPO ▪ 三倍频YAG激光器 ▪ Alexandrite(紫翠玉)激光器
❖ FBG写入技术分类
▪ 内部写入法 ▪ 双光束干涉法 ▪ 掩模法 ▪ 模板+双光束干涉法 ▪ 逐点写入法 ▪ 其它写入法
FBG写入技术
（铕）, Cerium（铈）
❖ 影响光纤光敏性的因素
▪ 掺杂种类与掺杂浓度 ▪ 预制棒：缩棒后光敏性高于缩棒前 ▪ 拉纤速度影响光纤光敏性 ▪ 光纤光敏性与曝光时所施加的应力有关
❖ 增加光纤光敏性的方法 ▪ 低温载氢处理
• 压力：20—750atm(典型150atm)，温 度：20—75℃，时间：数十小时至数 天
❖ ⅡA（Ⅲ）类光栅
▪ 掺杂浓度较高（eg ＞25mol% GeO2)的光纤内形成 ▪ 较高UV曝光量（ ＞ 500J/cm2)， ▪ 结构重构引起折射率变化 ▪ 折射率变化⊿n＜0 ▪ 温度稳定性较好（500℃） ▪ 可使脉冲或连续激光
❖ Ⅱ类光栅
▪ 极高UV曝光量，瞬间局部温度达上千度 ▪ 物理破坏引起折射率变化 ▪ 折射率变化⊿n可达10-2 ▪ 温度稳定性好（800℃） ▪ 只能使用脉冲激光
物理实验六光栅的特性分析和应用
实验六 光栅的特性分析和应用光栅是根据多缝衍射原理制成的一种重要的分光元件，入射光在光栅上发生衍射，不同波长的光被分开，同时它还具有较大的色散率和较高的分辨本领。
利用光栅分光制成的单色仪和光谱仪在研究谱线结构、谱线的波长和强度进而研究物质的结构、做定量分析等方面有着广泛的应用。
同样，它还广泛应用于计量、光通信、信息处理等问题之中。
【实验目的】1．熟悉分光计的使用方法。
2．观察光线通过光栅后的衍射现象及特点。
3．用透射光栅测定光栅常量、光谱线的波长。
4．学会测定光栅的另外两个特征参数；色散率、分辨本领。
【实验仪器】分光计、汞灯及光栅等。
【实验原理】光栅在结构上有平面光栅、阶梯光栅和凹面光栅等几种，同时又分为透射式和反射式两类。
本实验选用透射式平面刻痕光栅。
透射光栅是在光学玻璃片上刻划大量相互平行、宽度和间距相等的刻痕而制成的。
当光照射在光栅面上时，刻痕处由于散射不易透光，光线只能在刻痕间的狭缝中通过。
因此光栅实际上是一排密集、均匀而又平行的狭缝。
若以单色平行光垂直照射在光栅面上，则透过各狭缝的光线因衍射将向各个方向传播，经透镜会聚后相互干涉，并在透镜焦平面上形成一系列被相当宽的暗区隔开的、间距不同的明条纹，因此光栅的衍射条纹是光的衍射和干涉的综合效果。
按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：λϕK b a k ±=+sin )(或⋯⋯=±=2,1,0,sin K K d k λϕ （1）此式称为光栅方程，式中，d=a+b 称为光栅常数，λ为入射光波长，K 为明条纹（光谱线）级数，k ϕ是K 级明条纹的衍射角（参看图 1 ）。
如果入射光不是单色光，则由式（1）可以看出，光的波长不同，其衍射角k ϕ也各不相同，于是复色光将被分解，而在中央K=0、k ϕ=0处，各色光仍重叠在一起，组成中央明条纹。
在中央明条纹两侧对称地分布着K=1、2……级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光（见图1）。
光学中的光栅与光谱分析
光学中的光栅与光谱分析光栅是一种常见的光学元件，广泛应用于光学测量、光谱分析、光学通信等领域。
本文将从理论原理、光栅结构、光栅的工作原理以及光谱分析等方面对光栅进行介绍和分析。
一、光栅的理论原理光栅的理论基础可以追溯到著名的杨氏实验，即杨氏双缝干涉实验。
杨氏实验中，光经过两个狭缝后形成干涉条纹，其间距与入射光的波长、狭缝间距有关。
而如果将这两个狭缝换成许多等距离的狭缝，则可以得到一个光栅。
光栅的理论原理基于光的衍射现象。
当光通过光栅时，光栅会将入射光分成多个次级光波，并在特定方向上形成明暗相间的衍射图案。
这些次级光波的干涉效应造成了光栅上出现的多重条纹，称为光栅的衍射光谱。
二、光栅的结构光栅主要由一系列平行的透明或不透明条纹组成，这些条纹可以是等宽的，也可以是非等宽的。
光栅的条纹间距是光栅常数，通常用d表示。
光栅常数决定了光栅的分辨率和光谱的光谱范围。
光栅的常见结构包括平行光栅、棱柱光栅以及体积光栅。
平行光栅是最常见的光栅类型，由等宽平行条纹组成。
棱柱光栅的条纹是由棱面组成的，可以用于更复杂的光学系统中。
体积光栅是一种将条纹刻在介质内部的光栅，具有更高的分辨率和光谱纯度。
三、光栅的工作原理光栅通过衍射现象实现光的分光，可以将入射光按照波长分解成不同的光束。
当入射光通过光栅时，每个波长的光经过衍射后会形成不同的衍射角。
这些衍射角和光的波长之间有着特定的关系，通过测量衍射角可以使用光栅来进行光谱分析。
光栅的工作原理可以用衍射公式来描述。
对于光栅上的第n级次发生衍射，光栅衍射公式为：sinθ = nλ / d其中，θ为衍射角，n为衍射级次，λ为入射光的波长，d为光栅常数。
通过测量衍射角θ，可以计算出入射光的波长，从而实现光谱分析。
四、光谱分析光谱分析是光栅应用的重要领域之一。
光栅可以用于实现高分辨率的光谱测量和光谱分析。
通过测量光栅上的衍射光谱，并分析其中的条纹或峰值，可以获取样品的成分、浓度以及其他光学性质。
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目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1光纤光栅 (2)1.1 光纤光栅简介 (2)1.2 光纤的基本结构与模式 (2)1.3平面光栅 (3)1.4 光纤光栅谱 (4)1.5 光纤光栅的应用 (4)2 Beamprop介绍 (6)3光谱仿真 (7)3.1 BeamProp参数设置步骤 (7)3.2 检查指数资料 (9)3.3 分析建立 (10)3.4 仿真 (10)3.5 在波长上的扫描 (11)4 心得体会 (13)参考文献 (14)摘要光纤光栅是在光线中制作的一种无源器件，在光纤中沿轴向建立一种折射率周期性的分布，它能够对特定波长附近一定带宽内的光具有反射或损耗作用。
早期的光纤光栅是指光纤布拉格光栅，直到出现了长周期光纤光栅后，才有了两种分类。
本文介绍的是通过Beamprop软件进行光纤光栅的光谱仿真，Beamprop是一款实用性非常强的光学应用软件，本文包含了Beamprop软件的介绍、光纤光栅的原理以及进行光谱分析及仿真。
关键词：光纤光栅；Beamprop；光谱仿真AbstractThe fiber grating is a passive device in the procedure of light, the fiber along the axis to create a periodic refractive index distribution, it can be near a particular wavelength of light within a certain bandwidth, or loss of effect with reflections. Early fiber grating is the fiber Bragg grating, until after a long period fiber grating, only two categories.This article describes the software through Beamprop fiber grating spectral simulation, Beamprop is a very strong practical optical applications, this article contains Beamprop software introduction, the principle of fiber Bragg grating and spectral analysis and simulation.Key words: fiber grating; Beamprop; spectrum simulation绪论光电子器件的进步推动了光纤通信的发展，器件出现了包括光纤光栅在内的各种光纤器件。
由于具有低损耗、大带宽和不受电磁干扰等特点，光纤已成为现代通信网络中的重要传输媒介。
而光纤光栅是最近几年发展非常迅速的光纤无源器件，光纤光栅通过一定的方法在光纤纤芯形成永久性折射率周期性变化的光纤器件，实质上是纤芯折射率发生周期性变化的一段光纤。
光纤光栅的应用是随着写入技术的不断改进而发展起来的，逐渐在实际中得到应用。
1978年，加拿大通信研究中心的Hill等发现纤芯掺入锗的光纤具有光敏性，并利用驻波干扰法制成了世界上第一根光纤光栅。
光纤的光敏性主要是指光纤的折射率在受到某些波长的激光照射后，会发生永久改变的特性。
在平面介质光波导中，布拉格光栅的应用较早，主要应用于半导体激光器中，而后出现了光纤布拉格光栅，随着光纤光栅写入技术的成熟，光纤光栅在光通信和传感中得到广泛应用，特别是在光通信领域。
光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅的特性和应用有许多不同之处，也有类似的地方，都可用于通信和传感等领域。
1光纤光栅1.1 光纤光栅简介光纤光栅是在光纤中制作的一种无源器件，在光纤中沿轴向建立一种折射率周期性分布，它能够对特定波长附近一定带宽内的光具有反射或损耗作用。
早期的光纤光栅是指光纤布拉格光栅，直到1996年出现了长周期光纤光栅后，光纤光栅按照其工作原理的差别，被分为光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅。
牵着周期较小，在通常的光通信波段，周期在微米以下；后者周期分布较宽，可以从数十微米到几百微米，但从理论上说也可以小到数微米。
光纤布拉格光栅，是由于光栅的存在，而使在光纤中前向传输的纤芯模和后向传输的纤芯模之间发生耦合，也就是前向传输的纤芯模被耦合到后向传输的纤芯模中，实质上相当于在光纤中放置了一个反射镜。
长周期光纤光栅，是由于光栅的存在，而使光纤中的前向传输的纤芯模被耦合到同向传输的包层模中，由于光纤的包层和保护层之间的界面的不均匀性，包层模在传输不长的距离后被损耗掉，实际上，长周期光纤光栅相当于使纤芯模受到了损耗或衰减。
1.2 光纤的基本结构与模式光纤光栅的理论研究及很多特性都和光纤的基本结构与模式密不可分，因此，本节简单介绍光纤的一些基本概念，包括光纤的结构和模式（纤芯层和包层模）。
光纤是光导纤维的简称，它是工作在光波波段的一种介质光波导，通常是两层或多层同心圆柱形。
光纤把以光的形式出现的电磁波能量利用全反射的原理约束在其界面内，并引导广播沿着光纤轴线方向前进。
光纤的传输特性由其结构和材料决定。
光纤的基本结构是两层同心圆柱状介质，如图1.1所示。
内层为纤芯，外层为包层。
纤芯的折射率n比包层折射率2n稍大。
当满足一定条件时，光波就能在1纤芯和包层之间发生全反射，从而使光波沿着纤芯向前传播。
实际的光纤在包层外面还有一层保护层，以便保护光纤不受污染及损伤。
没有保护层的光纤外面是空气，称为裸光纤，在分析光纤光栅特性使通常考虑的是裸光纤。
图1.1 光纤的基本结构光纤按折射率分布的方式分为阶跃折射率光纤和梯度折射率光纤。
前者纤芯折射率的分布是均匀的，在纤芯和包层的界面处折射率发生突变或跃迁；后者折射率按一定函数关系随纤芯半径而变化。
在对光纤光栅的定量分析中，一半以阶跃折射率光纤为例。
1.3平面光栅光纤光栅的一些特点可以用平面光栅的一半原理加以说明，取样光纤光栅的光谱结构也和平面光栅的衍射光谱类似，如存在缺级现象等，因此，这里对物理学中的平面光栅作简单介绍。
光栅是一种具有周期性结构的光学元件，常见的是物理学中的平面光栅。
还有一种光栅是计量光栅，它和平面光栅类似，但栅距较大，主要用于位移精确测量。
平面光栅是一种多光束干涉的光学元件，光纤光栅同平面光栅一样，也是一种具有周期性结构的多光束干涉的光学元件，它的一些特性可以用平面光栅的原理定性说明，不少文献利用这种方法对光纤光栅作了初步说明，下面简单介绍一下物理学中的平面光栅。
大量等宽度的狭缝等间距地排列起来形成的光学元件就是平面光栅。
在一块很平的玻璃上刻出一系列等宽度、等间距的刻痕，刻痕处相当于毛玻璃，光无法透过，两条刻痕之间相当于一个狭缝，可以透光，这样做成的光栅是一种平面透射式的光栅，如图1.2所示。
图1.21.4 光纤光栅谱光纤布拉格光栅对光纤中传输的光具有反射作用，反射光的光谱宽度比较窄，一般可以达到1nm一下，也可以有几纳米。
如图1.3左所示，是一种较典型的光纤布拉格光栅的反射谱。
长周期光纤光栅能将纤芯模耦合到包层模，相当于纤芯模受到了损耗，从而在输出端形成损耗峰。
峰的宽度较大，在数纳米到几十纳米之间，也有更宽的，另外包层模较多，同一个光纤光栅可以将纤芯模耦合到不同的包层模，从而在一定的波长范围内有多个损耗峰。
图1.3右是一种较典型的长周期光纤光栅的透射谱（一个损耗峰）。
图 1.3 光纤光栅谱1.5 光纤光栅的应用由于光纤本身的低损耗、抗电磁干扰，它在远距离通信中的到了广泛应用，并随之在通信、传感等领域得到重视和应用。
经过近二三十年的研究与实践，光纤光栅迅速了很大发展，种类也迅速增加，出现了各种非均匀光纤光栅，1996年又出现了长周期光纤光栅。
在实际需要的推动下，光纤光栅家族不断得到完善和丰富，也在通信和传感领域起到了无法替代的作用。
光纤光栅的主要应用有以下几个方面。
（1）光纤激光器；（2）半导体激光波长选择和稳定器；（3）光纤放大器增益平坦化器件；（4）色散补偿和脉冲压缩；（5）光上/下路复用器与波分复用/解复用器；（6）光纤光栅在光通信中的其他应用；（7）光纤光栅传感器。
2 Beamprop介绍BeamPROP 是一个高度集成了计算机辅助设计和模拟仿真的专业软件，专用于设计集成光学波导元件和光路。
此软件由美国RSOFT公司出品，1994年投入市场，被学院及产业公司的开发设计人员广泛使用。
此软件使用先进的有限差分光束传播法 (finite-difference beam propagation method)来模拟分析光学器件。
用户界面友好，分析和设计光学器件轻松方便。
其主程序为一套完善的用于设计光波导元件和光路CAD设计系统，且可控制相关的模拟参数，如：数值参数、输入场以及各种显示、分析功能选项。
另一功能为模拟程序，它可以在主程序内或独立执行模拟分析工作，以图形方式显示域的特性以及用户感兴趣的各种数值特性。
3光谱仿真3.1 BeamProp参数设置步骤打开BeamProp软件所在文件夹，打开CAD Layout程序，开始这次的光谱仿真。
首先在菜单中选择“New Circuit”，然后修改其中的“Free Space Wavelength”、“Background Index”、“Index Difference”和“Waveguide Width”参数，参数设置如图3.1所示。
图3.1 全局设置然后点击“Edit Symbols”按钮进行变量定义，如表3.1所示：变量取值意义Period 0.5 光栅结构的周期Lin Period×4 输入波导的长度Lout Lin 输出波导的长度M 40 光栅结构中的总周期数delta_grating 0.05 光栅结构中的最大指数干扰表3.1 变量定义表然后进行光栅的绘制，通过鼠标的点击与拖动画出三层光栅，其中第二层的首端与第一层的末端连接，第三层的首端与第二层的末端连接，然后每层分别都要进行设置，通过右键点击光栅层就可以修改参数，第一层的参数设置如图3.2所示：图3.2而第三层参数设置就是将末端Z值从Lin修改为Lout。
由于第二层需要进行较多修改，所以单独讨论，如图3.4所示，首先将“IndexDifference”修改为delta_grating，光栅长度设为M×Period，还要点击“More”按钮修改“Display Color”为黄色。
除此之外，还要对光栅损耗进行定义，选择“Index Taper”修改为图3.3所示，这是非常重要的一步，假若没有这一步，将会发生错误。