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Rsoft】Rsoft中文教程软件Optiwave软件及应用第一章绪论1. 学习内容鉴于光束流传法，用于光波导器件设计和分析的一个软件2. 光器件数值模拟的意义? 它为光器件研究供给一个低成本的试验空间和合理的实验方案；? 经过数值模拟，能够进一步理解光波导的基本源理光束流传法(BeamPropagationMethod，简写BPM)? 光束流传法是当前光波导器件研究与设计领域最流行的方法之一，其基本思想是在给定初始场的前提下，一步一步地计算出各个流传截/面上的场 光束流传法最早是由M.D.Feit等人于1978年研究光场及大气激光束流传时提出的最早的BPM是以迅速傅里叶变换(Fast-FourierTransform，称FFT)为数学手段实现的，称为FFT-BPMD.Yevick等人于1989年提出了一种新方法—有限差分光束流传法FD-BPM，用差分的方法将横截面上的场失散化 FD-BPM还被宽泛用于分析光在各样无源波导器件、拥有二阶非线性效应的波导以及有源器件的传输3. 学习要点? 学习使用本软件；? 掌握学习专业软件的方法；? 学习将已有专业知识应用于波导设计的方法和技巧；4 注意事项? 下手简单、精晓较难? 理论与实践相联合? 重视结果分析5RSOFT软件综述? 美国RSOFT设计公司公司是一家世界有名的光通讯模拟设计和仿真软件开发商,也是世界上独一一家供给一系列涵盖器件、系统到网络层模拟设计软件服务的公司，产品宽泛应用于光器件、光通讯系统、宽带网中的城域网、长距离传输设施以及接入设施的设计与开发上。

世界上有近千家光通讯生产公司、科研院所在使用RSOFT的软件从事设计和规划工作RSOFT设计公司在软件的开发与销售上都获得了令人瞩目的成功,创下了多项世界第一7Rsoft无源器件设计套装? BeamPROP：鉴于光束流传法的光波导设计软件? FullWAVE：鉴于时域有限差分法的光波导设计软件? BandSOLVE：光子晶体分析设计软件? DiffractMOD：衍射光学构造器件分析设计软件?GratingMOD：光栅分析设计软件? LaserMOD：LaserMOD是用于仿真半导体激光器性能的模拟分析软件BeamPROP? 是一个高度集成了计算机协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，被大学及家产公司的开发设计人员宽泛使用其主程序为一套圆满的用于设计光波导元件和光路CAD的设计系统，且可控制有关的模拟参数，如：数值参数、输入场以及各样显示、分析功能选项 另一程序为模拟程序，它能够在主程序内或独立履行模拟分析工作，以图形方式显示场的特色以及用户感兴趣的各样数值特色一 .CAD系统的功能特色：? 1变量表的设置给设计带来了很大的灵巧性。

2用户可编程功能适应于迅速的参数变化 32D构造包含：线性的、锥形的、曲线的、Y形分支波导、透镜和多边形? 43D构造包含：光纤、通道(矩形)、扩散、脊型、多层波导、用户自定义形式? 5用户能够自定义：波导两头的地点、宽度、高度和沿流传轴方向的折射率? 6每个零件都有它自己的属性设置，经过点击鼠标右键能够获得相应的对话框参数包含形状信息（锥形的，曲折的，及其数值）、光学特色（折射率种类和数值）这类鉴于目标（面向对象）的输入模式特别自然和灵巧 7波导零件的每个参数（如：地点坐标、宽度、折射率）能由算术表达式指定，包含用户自定义变量，或许是一个常数 8当制图和设计达成时，波导光路输出，作为掩模的模版二 .BeamPROP的特色：?1在全三维迅速计算中使用的是ADI（alternatingdirectionimplicit）算法 2采纳透明的界限条件 3经过多级的PADE技术进行宽角度流传 4界限配置进行动向选择? 5计算模式的流传常数和场? 6自动的远场计算? 7综共计算因电极或热效应产生的折射率扰动 8用于分析的用户自定义的光路径和督查器? 9集成的、及时的分析和图形显示? 10多种参数缺省值的智能选择? 11用于优化设计的自动参数扫描(2)FullWAVE? 是一个高度集成的应用于复杂的光电元件模拟设计分析软件。

它使用有限时域差分(finite-differencetime-domain,FDTD)分析法分析一般光束流传法和其余软件包所没法建模分析的光电元件，比方：光子带隙、环状共振器等 主控程序是BeamPROP的圆满的CAD画图系统,用来设计光波导元件和光路功能及特色? 1.可画随意晶体构造设计的画图工具? 2.随意的段定位使构造画图特别灵巧? 3.使用BeamPROP的CAD界面：特别为设计光路设计的圆满、用户界面友善的CAD系统? 4.为灵巧设计采纳自然的、鉴于目标的输入模式：用户可编程的迅速参数更正? 5.二维波导构造:直线型的、锥型的、曲线型的、Y型分枝的、透镜、多边形的? 6.三维波导构造:光纤、通道、扩散形的、脊形的，多层波导和用户自定义波导构造? 7.用户自定义的锥形波的地点、宽度、高度和沿流传轴方向的折率? 8.用户自定义折射率特色，变换为流传轴方向的折射率? 9.为生成掩模的多层波导画图? 10.自动生成掩模文件，格式有：AutoCAD的DXF格式、GDSⅡ-的CAD格式? 11基本的波导元件象直线的、锥形的、Y形分岔的波导切片简单在工具栏中选择，用鼠标马上其填加到画图中间。

12地点坐标也可直接设定：设定绝对坐标值或经过设定与任何其余光波导器件的位移和角度 13任何时候，一个或几个组件可能被选择、挪动、比率放大或减小、删除或从头插入我们独到的设计方法来自于一个特别灵巧的系统，在这里任何合理的梦想都能够实现，如：后置、空间变化等 14每个零件的属性都能够经过点击鼠标的右键来获得，参数包含形状信息如是锥形仍是曲线的，其种类和大小；光特色信息，诸如折射率种类和数值这类鉴于目标设计的输入模式特别自然和灵巧每一个波导构成部分的参数（如：地点坐标、宽度、折射率）能由用户指定的算术表达式来定义，甚至能够是一个常数15当图层布局和设计达成时波导回路能运转AutoCAD文件和GDS-IICAD文件格式输出，以生成掩模模版时域有限差分法特色?FullWAVE使用有限差分时域分析方法（FDTD）对任何光子零件严格解麦克斯韦方程，拥有二维和三维模拟算法；? PML界限条件采纳PML界限条件算法，提升计算效率；? 能够计算色散、非线性资猜中的传光（ 3）BandSOLVE? BandSOLVE是当前生界上独一一套商用的光子晶体能带构造模拟分析设计软件 能够对全部光子晶体零件的能带构造进行自动的计算,包含:二维或三维的光子晶体和波导，二维或三维的腔体构造问题以及光子晶体光纤。

功能特色? 随意构造的能带图? 平面的或三维的光子晶体组件的能隙设计及设计优化? 腔体构造/缺点构造? 常例的和出缺点的光子晶体光纤设计? 模式场的计算与显示(4)DiffractMOD? 是一个综合型设计工具软件 它应用于衍射光学构造领域，如衍射光学元件、亚光波周期性构造及光子晶体这一软件严格成立在耦合波分析技术上；?随意栅格构造和单晶格折射率特色构造的3D和2D的图像都能够精确且清楚地显示出来 除了非传导性物质，弥散的、有耗资的物质构造能够使用外，它在金属系统也能够获得应用应用·1.弥散光学元件? 2.表面光刻和大折射率光栅? 3.波长滤波器? 4.纳米平面印刷? 5.偏振敏感仪器? 6.人造绝缘镀膜? 7.光致电压系统? 8.三维显示? 9.激光空间通讯? 10.光数据储蓄? 11.光谱学? 12.微透阵列? 13.光束分裂，整合，修整(5)GratingMOD? 是一种分析和综合办理在光纤和集成光波导线路中复杂的光栅特色的设计工具 迅速算法能办理随意光栅的二维或三维光波导特色，这使得GratingMOD成为Rsoft公司软件库的一个有效的增补分析对象? 色散赔偿? 复用/解复用? 上传/下载滤波器? 光放大器中的增益平展滤波器? 波长变换器? 锥形波导光栅? 光栅助耦合器? 多段光栅回路? 带相位偏移的光栅? 表面凹凸与大折射率光栅(6) LaserMOD? 是用于仿真半导体激光器性能的模拟分析软件。

此软件以伊利诺斯大学所开发的有名的Minilas-II算法为基础 LaserMOD经过CAD制图和使用量化器件几何构造的全耦合数值法例，求解光载波传输，光学特色与载流子-光子之间的交互作用 模式求解。