RSoft仿真软件指导书.doc

RSoft仿真软件指导书RSoft是一款非常实用的光波导仿真软件其中包含了BPM,FDTD,FEM等多种算法，使得它能够适用于各种不同要求场合本课程主要使用RSoft算法集中的BPM算法对光波导和简单光波导器件进行仿真计算，从而对光在波导中的传输有一定得了解一、软件CAD界面：下载网站上的压缩包，解压缩后运行C:\ProgramFiles\RSoft\bin文件夹中的bcadw32.exe,即出现如下图所示的CAD界面此界面是定义波导结构和下一步计算的前提单根波导的仿真:在软件中，点击左上角的"NewCircuit”按钮，如图所示点击后弹出基本设置对话框，波导的一些基本特性参数需要在此设定我们模拟目前光通信系统中应用最为广泛的掩埋型二氧化硅波导（channel型）波导横截面的尺寸结构为6um*6um,芯层折射率为1.465,包层折射率为1.455（包层和芯层的折射率差为0.01）,通信波长为1.55um基本参数的设定如下图所示（注意，软件中关于长度的单位均为um）：薰：RSoftCAD^ayoht-S&aTiPEOPf~~-—OStartupWindowPinI回丨宓IGLOBALSETTINGSV/-aveguideModelDimension:FladialCalculation;EffectiyieIndexCalculation:Polarization:SimulationTool:BeamPRUP/BPMGratingMODDiffractMODC2D柠r厂QTE广TM厂Fulli^AVE/FDTD"BandSOLVEF『已已SpaceWav已length:BackgroundIndex:IndexDifference:WaveguideWidth:WaveguideHeight:ProfileType:XMin-XMax:SelectModeBPMOption^VeclorMods'*None"SemiFullElidirecbpnalCalculation:i—FDTDOptions:D^persibn/Nonlinearity:厂Channel|background_index+(EditLayers....INITIALVIEWINGDIMEf-JSIONS7-Min:02ManiWOOSaveNewStartupSettings:UK:二CancelEditTensors设置完毕后点击”OK”，进入CAD界面。

RSoftCADLayout-BesmPROP-[C^RSoftS.1.9\RSofL\bbi\untitled.ind]亠二二i叵’k駝首先画一根直波导点击"Segmentmode”（新建文件时默认就是此模式），如上图红圈所示之后在空白的CAD窗口中某一处单击鼠标左键，在任意另一处再单击左键，即可画出一条波导，如下图所示錚RSoftCADLayout-BeamPROP-?C:\RSoftSA.9\RSoft\bin\utled.ind]碑FileEditViewOptionsRunGraphUtilityWindowHelp&t7仏2...I第二次左薩单击渤E$錚RSoftCADLayout-BeamPROP-?C:\RSoftSA.9\RSoft\bin\utled.ind]SegmentMode(Offset)X：2.0Z：1010.0：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：第一次左羅单击：：：：：：：：：：：：：：：：：：錚RSoftCADLayout-BeamPROP-?C:\RSoftSA.9\RSoft\bin\utled.ind]錚RSoftCADLayout-BeamPROP-?C:\RSoftSA.9\RSoft\bin\utled.ind]到目前为止，画出的波导是任意的，我们还需要对它进行设置，满足我们设计的要求。

将鼠标移动至波导上（红色区域上），再单击鼠标右键，会弹出波导的设置菜单由于我们只需要仿真普通的直波导，所以大部分设置保持默认即可主要需要调整波导的位置在RSoft软件中，波导位置是由首尾两个坐标确定的，并且BPM计算的光是只沿着z轴传播（即竖直方向），这个是需要特别注意的具体设置见下图凜RSaftCADLayout-Bean-,PROP-[C:\RSoft5.1.9\FlSon\urititieclJnS▲14E-Propertiesfo^egmen^lStructur已Type:ProfileType:EmCombineMode:WidthMeasure:$已§Orieritation:StartingVertex[3圄Defdult三]PositionTaper:；Linear三]IndexTdper:|fjoneJwidthTaper:fjoneDefault^7]DefaultDefault~t~]zAxi^〒MaterialProperties:IndexDifferenc已::deltadlphdwidthIheightHeightTaper:NoneYF'osTaper:Nl=ineIndewiirridgpart]:WaveguideWidth:WaveguideHeight:YPosition:ZiReferenceTypie:(*NoneOffsetCAngleParameterValue:FReferenceT0:Cornpurient:|nVertex:QReferenceType:,r*NoneOffset厂AngleParameterValue:[0ReferenceTo:Component:LVertex:io-—MHSegmentMode[UttsetJLayers...Tap已『g...Profiles...JLocallyDefinedReferenceTo:Compunent:1Vertex:[0Symbols...EndingVertex—MaterialF'ropierties:IndexDifferenc已:控:：ReferenceType:已AngleParameterValue:X：J.l!*Uffsc>ReferenceTo:Component:1Vertex:Indewiirridgpart]:WaveguideWidth:WaveguideHeight:YPosition:ReferenceType:NoneC*o^&.AngleF'.arameterValue:I~设置完毕单击”OK”，就可以在CAD界面看到修改后的，沿着z轴、长度为1000um的波导（俯视图）。

单单如此还不够，我们还需要设置光源的特性和观察的路径首先设置路径，单击左侧工具栏中的"EditPathways"按钮疏FileEditViewOptionsRunGraphUtilityWindowHelp十」凶0也asse险.療RSoftCADLayout-BeatnPROP-[C:\RSoft5.1.9\RSoTt\b;ji\untitled.ind]$q〃________£1竝.」kJI/丽I1aaB=]i—TelX：-41.0Z：85.0SegmentMode(Offset]单击后左侧工具栏会变成路径设置栏点击"New"按钮，会新建一个路径，再左键点击我们画好的波导，使路径与波导相一致（此时波导会变绿色），如下图：然后再点击"Monitors"按钮，会弹出一个小对话框，设置一个与路径相匹配的探测器按照下图提示设置完后，点击对话框的"OK"按钮回到路径设置模式，再点击左侧的"OK"按钮回到画图模式回再进行光源的设置单击左侧工具栏中的"EditLaunchField"按钮，如下图嘉RSoftCADLayout-BeamPRCP-工:\RSoft5.1^RSoTt\bm\UTititl^d:nd]适RSoftCADLayout-BeamPROP-rc：\RSoft5.1.9\RSoft\bin\untitled.ind]FileEditViewOptionsRunGraphUtilityWindowHelpt7二二mIfli

选取波导的基模即可如下图:RSoftCADLayout-BejmPROP-工Saft5.1^£cift\b=n\untitfedjnd]=1回翌设置完成点击"OK"至此，模拟环境已基本设置完毕再模拟前，要需先将文件保存下来点击左上角"Save"按钮即可，注意在文件保存的路径中不允许出现空格和中文，请同学们务必注意！模拟部分：为了验证波导参数的正确性，而在CAD界面只看俯视图不能完全了解波导结构，我们还需要查看波导横截面的结构点击左侧工具栏下方的"DisplayIndexProfile”按钮JgRSoftCADLayout-BeamPROP-工:\RSoft5.1L9\RSoft\bi：i\untitled.ind]会弹出对话框，选择DisplayMode为"ContourMap(XY)"模式,藕RSoftCADLayout-BeamPROP-IC:\RSoft5A.9\RSaTt\biq'test.md]输入要保存文件的前缀名，并点击"0K"，即可看到波导横截面的折射率分布藕RSoftCADLayout-BeamPROP-IC:\RSoft5A.9\RSaTt\biq'test.md]F^lpEditW&v：OptRnnRunSraphUt^ttyWindowHelpL«*l囲启Q]fx□茴利刼©|&哆需W照©Be。