【Rsoft】Rsoft中文教程软件.doc

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1、Optiwave软件及应用第一章绪论1.学习内容基于光束传播法，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•它为光器件研究提供一个低成本的试验空间和合理的实验方案；•通过数值模拟，可以进一步理解光波导的基本原理。光束传播法(BeamPropagationMethod，简写BPM)•光束传播法是目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传播截面上的场。•光束传播法最早是由M.D.Feit等人于1978年研究光场及大气激光束传播时提出的。最早的BP

2、M是以快速傅里叶变换(Fast-FourierTransform，称FFT)为数学手段实现的，称为FFT-BPM。•D.Yevick等人于1989年提出了一种新方法—有限差分光束传播法FD-BPM，用差分的方法将横截面上的场离散化。•FD-BPM还被广泛用于分析光在各种无源波导器件、具有二阶非线性效应的波导以及有源器件的传输。3.学习重点•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•入手简单、精通较难•理论与实践相结合•注重结果分析5RSOFT软件综述•美国R

3、SOFT设计集团公司是一家世界著名的光通信模拟设计和仿真软件开发商,也是世界上唯一一家提供一系列涵盖器件、系统到网络层模拟设计软件服务的公司，产品广泛应用于光器件、光通信系统、宽带网中的城域网、长距离传输设备以及接入设备的设计与开发上。•世界上有近千家光通信生产企业、科研院所在使用RSOFT的软件从事设计和规划工作。RSOFT设计集团在软件的开发与销售上都取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：基于光束传播法的光波导设计软件•FullWAVE：基于时域有限差分法的光波

4、导设计软件•BandSOLVE：光子晶体分析设计软件•DiffractMOD：衍射光学结构器件分析设计软件•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，被大学及产业公司的开发设计人员广泛使用。 •其主程序为一套完善的用于设计光波导元件和光路CAD的设计系统，且可控制相关的模拟参数，如：数值参数、

5、输入场以及各种显示、分析功能选项。•另一程序为模拟程序，它可以在主程序内或独立执行模拟分析工作，以图形方式显示场的特性以及用户感兴趣的各种数值特性。一.CAD系统的功能特点：•1变量表的设置给设计带来了很大的灵活性。•2用户可编程功能适应于快速的参数变化。•32D结构包括：线性的、锥形的、曲线的、Y形分支波导、透镜和多边形•43D结构包括：光纤、通道(矩形)、扩散、脊型、多层波导、用户自定义形式•5用户可以自定义：波导两端的位置、宽度、高度和沿传播轴方向的折射率•6每个部件都有它自己的属性设置，通过点击鼠标右键可以得

6、到相应的对话框。参数包括形状信息（锥形的，弯曲的，及其数值）、光学特性（折射率类型和数值）。这种基于目标（面向对象）的输入模式非常自然和灵活。 •7波导部件的每个参数（如：位置坐标、宽度、折射率）能由算术表达式指定，包括用户自定义变量，或者是一个常数。•8当制图和设计完成时，波导光路输出，作为掩模的模版。二.BeamPROP的特点：•1在全三维快速计算中使用的是ADI（alternatingdirectionimplicit）算法。•2采用透明的边界条件。•3通过多级的PADE技术进行宽角度传播。•4边界配置进行动态

7、选择•5计算模式的传播常数和场•6自动的远场计算•7综合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监视器•9集成的、实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传播法和其他软件包所无法建模分析的光电元件，例如：光子带隙、环状共振器等。•主控程序是BeamPROP的完整的

8、CAD绘图系统,用来设计光波导元件和光路。功能及特点•1.可画任意晶体结构设计的绘图工具•2.任意的段定位使结构绘图非常灵活•3.使用BeamPROP的CAD界面：特别为设计光路设计的完整、用户界面友好的CAD系统•4.为灵活设计采取自然的、基于目标的输入模式：用户可编程的快速参数变更•5.二维波导结构:直线型的、锥型的、曲线型的、Y型分枝的、