Rsoft教程软件第3章
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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:\Program Files\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。
二、单根波导的仿真:在软件中,点击左上角的”New Circuit”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):设置完毕后点击”OK”,进入CAD界面。
首先画一根直波导。
点击”Segment mode”(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。
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。
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。
目录Rsoft简介 (3)Chapter 7 Tutorials 第七章教程 (5)Tutorial 1: Ring Resonator 教程1:环形共振器 (5)Device Layout: 器件结构: (5)Defining Variables 定义变量 (6)Drawing the Structure 画器件结构图 (6)Checking the Index Profile 核对折射率分布 (9)Adding Time Monitors 添加时间监视(探测)器 (10)Simulation: Pulsed Excitation 模拟:脉冲激发 (12)Launch Field 激发场 (12)Wavelength/Frequency Spectrum 波长/频率光谱 (12)Increasing the Resolution of the FFT 提高FFT的分辨率 (14)Simulation: CW Excitation 模拟:连续激发 (16)Tutorial 2: PBG Crystal: Square Lattice 教程 2:PBG 晶体:四方晶格 (17)Lattice layout 晶格布局 (17)Base Lattice Generation 基准晶格的创建 (17)Lattice Customization 定制晶格 (18)Checking the Index Profile 核对折射率分布 (18)Inserting Time Monitors 插入时间监视器 (19)Launch Set Up 激发场设置 (20)Simulation 模拟 (21)Data Analysis 数据分析 (22)Switching Polarization 改变偏振为TM模 (23)Periodic Boundary Condition Set Up (24)Tutorial 3: PBG Crystal: Tee Structure 教程 3:PBG晶体: T型结构 (24)Tutorial 4: PBG Crystal: Defect Mode 教程四:PBG 晶体:缺陷模型 (24)Rsoft简介包括BeamPROP、FullWAVE、BandSOLVE、GratingMOD、DiffractMOD、FemSIM, 以及MOST软件。
Rsoft软件简介与使用Rsoft简介包括BeamPROP、FullWAVE、BandSOLVE、GratingMOD、DiffractMOD、FemSIM, 以及MOST软件。
以下是Rsoft各个模块的介绍: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。
FullWAVE:是一高度整合之复杂光子组件仿真设计分析软件,它使用-有限差分时域之模拟分析方法,藉以分析一般光束传播法所无法建立模型分析的光子组件,例如光晶体与环状共振器等。
因此,RSoft公司所开发的 BeamPROP 与 FullWAVE 软体,两者实际上是具有互补之作用。
其主控程序为 BeamPROP 之 CAD Layout 系统,用来设计光波导组件及光路,亦即 BeamPROP 与 FullWAVE 共享同一个 CAD Layout 程序。
BandSOLVE:是目前世界上唯一一套商用的光子晶体能带结构模拟分析设计软件。
集成了CAD和仿真功能,可以对所有光子晶体部件的能带结构进行自动的计算,包括:二维或三维的光子晶片和波导,二维或三维的腔体结构问题以及光子晶体光纤。
GratingMOD:用以设计并分析在光纤/波导光栅元件之应用软件。
体。
其对于发展WDM与DWDM特别有助益。
它适合用来分析已知光栅结构(Design),亦可藉由量测或已它适合用来分析已知光栅结构(Design),亦可藉由量测或已知频谱-决定该光栅之特性(Synthesis)。