rsoft教程介紹RSoftCAD為,Inc.所開(kāi)發(fā)是

RSoftRSoftCAD為RSoftDesignGroup,Inc.所開(kāi)發(fā)，RSoftCAD是RSoft組件仿真軟件BeamPROP、FullWAVE、BandSOLVE、GratingMOD、DiffractMOD、FemSIM與ModePROP的程序，它可讓用戶(hù)設(shè)計(jì)繪制波導(dǎo)組件、光路與其它光子組件，并定義組件的材料特性(materialproperties)與結(jié)構(gòu)幾何(structuralRSoft組件仿真軟件的必備設(shè)計(jì)環(huán)境提供RSoft組件仿真軟件單一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，不必針對(duì)不同算法轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)幾何。方便操作的接口，可良好地控制繪制與仿真組件?？勺層脩?hù)設(shè)計(jì)繪制光子組件與光路-它可透過(guò)鼠標(biāo)輕易地由工具列選取:(tapered)(curved)(lenses)(polygons)除了標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象外，RSoftCAD更允許用戶(hù)輸入數(shù)學(xué)式或數(shù)據(jù)文件來(lái)自訂組件結(jié)構(gòu)幾何。組件位置可直接指定或透過(guò)偏移(offsets)功能來(lái)定義與其它組件的相對(duì)位可隨時(shí)選取、移動(dòng)、縮放、刪除或重新插入一或多個(gè)組件。此一獨(dú)特的設(shè)計(jì)功能提供用戶(hù)極大的系統(tǒng)設(shè)計(jì)彈性。點(diǎn)選鼠標(biāo)右鍵即可設(shè)定每個(gè)獨(dú)立組件的相關(guān)特性，例如，結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)、材料折射率(例如:)皆可透過(guò)包含用戶(hù)自定變量的數(shù)學(xué)式來(lái)定義;而不只是單純的常數(shù)。用戶(hù)可透過(guò)輕易地修改定義組件的角度，或只針對(duì)整體光路修改單一變量;而不X、Y、Z3DX、Y、Z3D立體結(jié)構(gòu)圖。對(duì)象導(dǎo)向設(shè)計(jì)環(huán)境。CIFDXFGDS-IIDXFGDS-II格式光罩檔。包含繪制一般周期性、光柵與AWG結(jié)構(gòu)的布局公用程序。WinPLOTDataBROWSWER包含前后處理功能:與其它ray-tracing軟件的格式軟換接口RSoftMOSTBeamPROP為RSoftDesignGroup,Inc.公司所開(kāi)發(fā)，是一個(gè)整合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)(CAD)(Simulation法(finite-differencebeampropagationmethod)術(shù)來(lái)模擬分析一般的光電組CAD布局系統(tǒng)，用來(lái)設(shè)SensorLong-periodfibergratingsStandardandspecialtyfiberPassive1xNorNxNMultimodeinterferenceModulators(e.g.Mach-ZehnderLaserstructuretransversemodeSwitches(e.g.directionalcoupler-basedordigital-ytype)ArrayedWaveguideGrating(built-inAWGrouterutility)CADCADADI3D快速運(yùn)算法。具2D/3D仿真算法。2D/3D(SimulationRegions)CAD環(huán)境界面，可迅速定義仿真特性與圖形(SegmentOrientation)(multiplewaveguidelayers)延著光軸(Z-axis),可設(shè)定X-Y平面之波導(dǎo)折射率分布RadialBPMSimulationfeature_3D2D延著光軸,可設(shè)定漸變式(tapering)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之變化位置,寬度,高度及折射率(DXF,GDS-II&CIFCAD(DXF&2D波導(dǎo)結(jié)構(gòu)：straighttaperedcurvedy-branched,lenses&polygons；3D波導(dǎo)結(jié)構(gòu)：fiberchanneldiffusedrib/ridgemulti-layer與使用AWG3D)波長(zhǎng)路由器。允許使用者特定光波行進(jìn)路徑的特可分析反射波的特性(雙向光束分析自動(dòng)參數(shù)循環(huán)掃描再對(duì)所欲值顯示圖形允許大角度波導(dǎo)組件分析設(shè)計(jì)PadeOrder(4,4)(Anisotropic)(Birefringent)材料FullWAVE為RSoftDesignGroup,Inc.公司所開(kāi)發(fā)，它是一高度整合之復(fù)雜光子組軟件，它使用－有限差分時(shí)域(Finite-Difference-Time- )之模擬分析方法，藉以(Beam-Propagation-Method,BPM)Crystals)與環(huán)狀器(RingResonators)等。因此，RSoft公司所開(kāi)發(fā)BeamPROPFullWAVEBeamPROPCADLayout系統(tǒng)，用來(lái)設(shè)計(jì)光波導(dǎo)組件及光路，亦即BeamPROP與FullWAVE共享同一個(gè)CADLayout程CADCAD2D/3D(SimulationRegions)CAD(SegmentOrientation)(MultipleWaveguideLayers)可直接輸出制作光罩。延著光軸(Z-axis)，可設(shè)定X-Y平面之波導(dǎo)折射率分布延著光軸，可設(shè)定漸變式(Tapering)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之變化位置、寬度、高度及折射率CAD(DXF,GDS-II&CIF)；亦可直接輸出成光罩制作檔2D波導(dǎo)結(jié)構(gòu)：StraightTaperedCurved,Y-Lenses&Polygons；3D波導(dǎo)結(jié)構(gòu)：Fiber,Channel,Diffused,Rib/Ridge,Layer BeamPROP全向量分析功能(Full-VectorialCapability)。PeriodicBoundaryCondition邊界條件算法。PMLPerfect-Matched-Layer)邊界條件算法。NonlinearityDispersion&MetalsMulti-CPU(ClusterComputing)功能。RadialFDTDSimulationFeature3D2D (FDTD)2D3DFullWAVE(CW)(Pulse)之激發(fā)模式，亦可由數(shù)據(jù)文件輸入包(GaussianBeam)(WaveguideMode)(Monitors)允許使用者特定光波行進(jìn)路徑的特性，用以分析設(shè)計(jì)組件之性能。(ParameterScanning)：在執(zhí)行一系列的仿真分析工作時(shí)，F(xiàn)ullWAVE方BeamPROP(Opticalfields)BeamPROPBeamPROPFullWAVE來(lái)分析較復(fù)雜BandSOLVE為RSoftDesignGroup,Inc.公司所開(kāi)發(fā)-世界第一套商業(yè)化的光子晶(PhotonicCrystalBandStructures)仿真分析設(shè)計(jì)軟件。其整合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與仿真引種不同的光子晶體結(jié)構(gòu)。針對(duì)周期性結(jié)構(gòu)之仿真，BandSOLVE之仿真引擎以平面波展開(kāi)技術(shù)(AdvancedOptimizedImplementationofthe ne-WaveExpansionTechnique)為基礎(chǔ)。BandSOLVE不僅1D,2D&3D(PhotonicCrystalWaveguide)，亦可分析光子晶體光纖(PhotonicCrystalFiber)。(PhotonicCrystalBandStructures)平面( nar)/3DPhotonicCrystal組件之能隙(gaps)最佳化設(shè)計(jì)。腔體／缺陷(/defect)結(jié)構(gòu)。PhotonicCrystalFiberConventionalAir-Guided)CADCADBeamPROPFullWAVE界面整合?？焖佼a(chǎn)生復(fù)雜的Lattice晶格結(jié)構(gòu)。支持各種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)：1Dlattices,2Dcubicandhexagonallattices,3Dsimplecubic,hexagonal,FCC,FCTBCCdiamondandwoodpilelattices1D,2D&3D使用PWE( neWaveExpansion)算法。自動(dòng)設(shè)定K-VectorPath或可由使用者自訂(Band-Gaps)自動(dòng)參數(shù)掃描/BandMaps、GapMaps(IndexProfile)，Brillouin(ModeProfile)(EffectiveIndex)，色散(ModeArea)ASCII3DGratingMOD為RSoftDesignGroup,Inc.所開(kāi)發(fā)，用以設(shè)計(jì)并分析在光纖/波導(dǎo)光WDMDWDM(Design)，(Synthesis)。GratingMODProfile)BeamPROPCAD繪圖界面設(shè)計(jì)光柵結(jié)構(gòu)，并采用正交耦合模態(tài)理論(OrthogonalCoupled-ModeTheory)(TransferMatrixMethod)有效地分析光柵特(PeriodicLongitudinalPerturbation)以產(chǎn)生縱向光柵結(jié)構(gòu)。其使得GratingMOD2D/3DBi-DirectionalBPMWDM(前向/反向Grating-assistedfilters(forward/backward)inWDMs。(FiberBragggratingdevices)。色散補(bǔ)償器(Dispersioncompensators)。(Side-lobesuppression)(Narrowband/Broadbandfilters)。多任務(wù)/解多任務(wù)(Multiplexing/Demultiplexing)。Add/drop濾波器(Add/Dropfiltering)。(Gainequalizationinopticalamplifiers)。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換(Wavelengthconversion)。(Taperedwaveguidegratings)。光柵助耦合器(Gratingassistedcouplers)。(Surfacereliefandvolumeindexgratings)。相位偏移光柵(Gratingswithphaseshifts)。(Multi-sectiongrating)Unlimitedwaveguidetype)包含光纖、平面、信道、擴(kuò)散、脊?fàn)詈投鄬咏Y(jié)構(gòu)。事實(shí)上，GratingMODBeamPROPCADBeamPROPGratingMODExtensiveflexibilityindefinitionofthegrating強(qiáng)大的光柵綜合處理功能-(Powerfulgratingsynthesis)。即使僅獲得頻譜的振幅，GratingMOD可藉由量測(cè)所得的反射頻譜以調(diào)整光柵設(shè)計(jì)。參數(shù)掃瞄功能。指定波長(zhǎng)后，GratingMOD可求得周期；指定周期，GratingMOD可求得波長(zhǎng)、等效折指定波長(zhǎng)范圍－透過(guò)寬度、最小/GratingMOD自動(dòng)求與apodization、chirp相同，可輸出包含反射(reflectionandtransmission)的(Multiplecascadedsections)設(shè)計(jì)。綜合處理結(jié)果歸一化為等效折射率。自動(dòng)搜尋輸入頻譜的中心波長(zhǎng)。包含色散特性。1storder)。使用者可顯示輸入和輸出場(chǎng)形。使用者可輸入預(yù)先計(jì)算的模態(tài)。GratingMOD精確地提供模結(jié)構(gòu)中縱向變化。廣義的多模態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣法。光柵的形狀可為正弦(sine)、方形(rectangle)或使用者自訂。Apodization：cosine、raised-cosine、tanh、Blackman或使用者自訂。CADCADGratingMOD(gratingtaper)(longitudinalBeamPROP中的任何漸變都可為光柵漸變，包含折射率、寬度、高度漸變或各種組合。因此，像光纖光柵(FiberBraggGratings)此類(lèi)的折射率調(diào)變(indexmodulation)光柵或表面凹凸(surfacerelief)GratingMOD來(lái)模擬。此外，GratingMOD可結(jié)合不同形式的光柵而構(gòu)成復(fù)(sidelobe)特性、延遲、色散，并對(duì)光柵特性作curve-fitting和場(chǎng)形顯示。BeamPROPFullWAVE界面整合。容易選擇模擬的模態(tài)。自動(dòng)后處理特性。自訂輸入頻譜。系統(tǒng)化的仿真窗口。apodization、chirp(coupled-modetheory)是用來(lái)推導(dǎo)正交模態(tài)方程式，而轉(zhuǎn)移矩陣法(transfermatrixmethod)則用來(lái)解耦合模態(tài)方程式。而此兩種簡(jiǎn)化的模態(tài)方程式皆使用－布拉格條件(Bragg'scondition)與廣義多模耦合模態(tài)方程式。GratingMOD(orthogonalcoupledmodetheory)正交耦合模態(tài)法-OrthogonalCoupledModeMethod( 轉(zhuǎn)移矩陣法-TransferMatrixMethod(ysis)。AugmentedLayer-Peeling(synthesis)。多模分析-Multi-mode 光纖cladding模態(tài)分析-Fibercladdingmode 包含材料色散-Inclusionofmaterialdispersion。Inclusionofmaterialloss仿真過(guò)程中漸進(jìn)的結(jié)果顯示-Progressivedisyofresultsduringsimulation各模態(tài)之與反射頻譜(Transmittedandreflectedspectraforeachmode)。相位之計(jì)算(CalculationofPhase)。(CalculationofDispersion)時(shí)間延遲之計(jì)算(CalculationofTimedelay)。(Generationofmodeprofiles)。apodization、chirp(Generationofappodization,chirp,andgratingprofiles)。(Automatedcalculationofbandwidthforprimary綜合處理(synthesis)程序乃根據(jù)的LayerPeeling技術(shù)。給定光柵的頻譜特性GratingMODapodizationchirp(normalize)為(effectiveindex)，則光柵特性與橫向波導(dǎo)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，只為縱向光柵微擾的函數(shù)。這種獨(dú)特(Dispersioncompensatorsforfibercommunications)(Sharp-edge,low-side-lobebandpassfilter(Gainequalizers)(Multiplechannelfilters)(第三階色散參數(shù)LineardispersionthirdorderdispersionDiffractMOD為RSoftDesignGroup,Inc.所開(kāi)發(fā)，它是一套適用于繞射光學(xué)結(jié)構(gòu)例如:組件、次波長(zhǎng)周期性結(jié)構(gòu)、光子能隙晶體的仿真設(shè)計(jì)軟件。DiffractMOD運(yùn)用包含快速傅立葉分解(fastFourierfactorization)與泛用傳輸線(generalizedtransmissionlineformulation)-的嚴(yán)格耦合(RigorousCoupledWaveysisRCWA)-具2D/3D(dielectric)(dispersive)與耗損(lossy)等材料結(jié)構(gòu)。再者,使用者可彈性控制入射方向(direction)與照度極(polarizationofillumination以完成模擬。DiffractMODRSoftBeamPROP、FullWAVE、BandSOLVE、GratingMOD等組件仿真軟件共享CAD布局界面。此CAD界面提供任意輪廓的精確定義與全參數(shù)化的設(shè)計(jì)模型環(huán)境。DiffractMOD中的繞射結(jié)構(gòu)布局,可直接選用FullWAVE(FDTD)進(jìn)行時(shí)域響應(yīng)(time-response)模擬,或選用BandSOLVE(PWE)進(jìn)行能帶結(jié)構(gòu)分析(band (Diffractiveopticalelements)(Surfacereliefandvolumeindexgratings)。濾波器(Wavelengthfilters)。(Opticalmetrology)(Nano-lithography)(Polarizationsensitivedevices)(Artificialdielectriccoatings)。光致電壓系統(tǒng)(Photovoltaicsystems)。三維顯示(Three-dimensionaldisys)光互連(Opticalinterconnections)。光數(shù)據(jù)(Opticaldatastorage)。光譜學(xué)(Spectroscopy)。(Microlensarrays)光束分光、結(jié)合、整形(Beamsplitting,combining,andsha)CADCADRSoftCAD2D/3D廣泛的材料系統(tǒng):包含-(lossy)(anisotropic)2D/3D網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的公用程序。以任意的入射方向，簡(jiǎn)易控制照度。允許任意的入射極化:包含-(linear)(circular)(elliptical)。簡(jiǎn)易設(shè)定多層結(jié)構(gòu)。全參數(shù)化的設(shè)計(jì)與仿真變數(shù)。交互式的求助說(shuō)明。2D/3D嚴(yán)格耦合波分析(RigorousCoupled ysis-RCWA)技巧的仿真引擎2D/3D-(fastFourierfactorization)泛用傳輸線(generalizedtransmissionlineformulation)的先進(jìn)算法，以提供優(yōu)針對(duì)不同剖面提供優(yōu)化與精確的算法。方便地控制模擬參數(shù)。于任何階數(shù)產(chǎn)生繞射效率的數(shù)據(jù)與圖表。計(jì)算全反射功率、功率、吸收功率。Poynting(Poyntingpowerflows)。計(jì)算與顯示每個(gè)光場(chǎng)組件的光場(chǎng)樣式。WinPLOTFemSIM為RSoftDesignGroup,Inc.所開(kāi)發(fā)，它是一個(gè)運(yùn)用有限元素法(FEM-FiniteElementMethod)(modesolver)(non-uniformmesh)可用來(lái)計(jì)算任意組件中的任何橫切(transverse)與腔體()模態(tài) 可分析任何形狀的組件-高度混合型組件-(highindexcontrast)smallfeaturesizes的組件結(jié)構(gòu)。(Lossystructures)(例如:絕緣層上硅晶SOIsSilicononInsulator)。極化旋轉(zhuǎn)器(Polarizationrotators)。(Airorsolidcorephotonicfibers)(LaserandPBGdefectcavities)FemSIM(non-uniformmesh)(full-vector)的有限元素法(FEM)，它更提供下列先進(jìn)的功能:針對(duì)Cartesian與方位角對(duì)稱(chēng)的(azimuthallysymmetric)圓柱狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)行全向量分析(Full-vectorial (lossy)(highindexcontrast)(complexindex)使用三角形與矩形混合網(wǎng)格元素的智能型網(wǎng)格設(shè)計(jì)，以符合折射率分布。運(yùn)用第一與第二階元素，以避免產(chǎn)生假模態(tài)(spuriousmodes)。PML、symmetric&anti-symmetric(propagating)、漏失(leaky)與腔體()模態(tài)的判定。快速計(jì)算高階模態(tài)(Higherordermodes)。FemSIM具備下列有效的分析功能針對(duì)每個(gè)模態(tài)，F(xiàn)emSIM可所有向量組件的復(fù)數(shù)折射率與模態(tài)(modefieldprofiles)。相關(guān)數(shù)據(jù)接存成單純的ASCII格式，以利看圖與自訂后處理分析。FemSIM更可與RSoft的MOST優(yōu)化模塊完全整合，用以執(zhí)行自動(dòng)參數(shù)掃瞄與優(yōu)化。并繪制模態(tài)屬性(例如:有效折射率、場(chǎng)圖)與任何參數(shù)(包含例如:尺寸、折射率等結(jié)構(gòu)參數(shù))的對(duì)應(yīng)圖。再者，可透過(guò)掃描波長(zhǎng)產(chǎn)生色散相關(guān)特性值(dispersionFemSIM(transversemodes)BeamPROPFullWAVE軟件做進(jìn)一步的光分析 ysis)FemSIMVCSELLaserMODFemSIM(modeorderingschemes)，可簡(jiǎn)化搜尋傳導(dǎo)與漏失模態(tài)(guidedandleakymodes)的過(guò)程。MOST(Multi-variableOptimizerandScannerTool)為RSoftDesignInc.性對(duì)于組件制造的設(shè)計(jì)周期而言，了解系統(tǒng)完整的參數(shù)空間便顯得不可或缺。這可能牽涉到RSoftMOSTMOSTRSoftBeamPROP、BandSOLVE、GratingMODDiffractMOD等光子組件仿真軟件。對(duì)任意維度中的任何設(shè)計(jì)參數(shù)執(zhí)行參數(shù)掃描。1DND以遺傳算法(GeneticAlgorithm)執(zhí)行整體優(yōu)化。(Clustering版本)。(convergence) MOSTRSoft光子組件仿真軟BeamPROP(modalindices)GratingMOD(gratingreflectioncoefficients)一致。再者，MOST-(reflectionspectra)(modalRSoft光電組件仿真軟件所產(chǎn)生的任何量，皆能當(dāng)做掃描MOST1Droot-finders與minimizers到復(fù)雜的multi-dimensionaloptimizers(包含強(qiáng)大的遺傳算法-Algorithm)。MOST(ApplicationProgrammingAPI)MOST(distributedcomputing)(Clustering版本)。由執(zhí)行許多重復(fù)的計(jì)算工作，基本上需要運(yùn)用平行處理的技術(shù)。透過(guò)網(wǎng)絡(luò)，MOST可將仿