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1目录Rsoft简介.................................................................................................................................3Chapter7Tutorials第七章教程..............................................................................................5Tutorial1:RingResonator教程1：环形共振器...................................................................5DeviceLayout:器件结构：.............................................................................................5DefiningVariables定义变量...........................................................................................6DrawingtheStructure画器件结构图..............................................................................6CheckingtheIndexProfile核对折射率分布...................................................................9AddingTimeMonitors添加时间监视（探测）器.......................................................10Simulation:PulsedExcitation模拟：脉冲激发....................................................................12LaunchField激发场......................................................................................................12Wavelength/FrequencySpectrum波长/频率光谱.........................................................12IncreasingtheResolutionoftheFFT提高FFT的分辨率............................................14Simulation:CWExcitation模拟：连续激发.......................................................................16Tutorial2:PBGCrystal:SquareLattice教程2：PBG晶体：四方晶格..........................17Latticelayout晶格布局..........................................................................................................17BaseLatticeGeneration基准晶格的创建.....................................................................17LatticeCustomization定制晶格....................................................................................18CheckingtheIndexProfile核对折射率分布.................................................................18InsertingTimeMonitors插入时间监视器.....................................................................19LaunchSetUp激发场设置...........................................................................................202Simulation模拟......................................................................................................................21DataAnalysis数据分析.........................................................................................................22SwitchingPolarization改变偏振为TM模....................................................................23PeriodicBoundaryConditionSetUp......................................................................................24Tutorial3:PBGCrystal:TeeStructure教程3：PBG晶体：T型结构....................24Tutorial4:PBGCrystal:DefectMode教程四：PBG晶体：缺陷模型....................243Rsoft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-differencebeampropagationmethod)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CADLayout系统，用来设计光波导组件及光路，亦即BeamPROP与FullWAVE共享同一个CADLayout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)。知频谱－决定该光栅之特性(Synthesis)。GratingMOD可以设计分析任何波导横向结构(TransverseGratingMOD可以设计分析任何波导横向结构(TransverseProfile)，因为它使用BeamPROP的CAD绘图界面设计光栅结构，并采用正交藕合模态理论(OrthogonalProfile)，因为它使用BeamPROP的CAD绘图界面设计光栅结构，并采用正交藕合模(OrthogonalCoupled-ModeTheory)与转移矩阵法(TransferMatrixMethod)有效地分析光栅特性。Coupled-ModeTheory)与转移矩阵法(TransferMatrixMethod)有效地分析光栅特性。GratingMODGratingMOD可定义周期性纵向微扰(PeriodicLongitudinalPerturbation)以产生纵向光栅结构。可定义周期性纵向微扰(PeriodicLongitudinalPerturbation)以产生纵向光栅结构。其使得GratingMOD其使得GratingMOD适用於2D/3D的模拟，且运算速度较Bi-DirectionalBPM更快速。适用于2D/3D的模拟，且运算速度较Bi-DirectionalBPM更快速。DiffractMOD：适用于绕射光学结构-例如:绕射光学元件、次波长周期性结构、光子能4隙晶体的模拟设计软体。元件、亚波长周期性结构、光子能隙晶体的模拟设计软体。DiffractMOD运用包含快速傅立叶分解(fastFourierfactorization)与泛用传输线公式(generalizedtransmissionlineformulation)-的严格藕合波分析(RigorousCoupledWaveAnalysis-RCWA)技波分析(Rigorous洲CoupledWaveAnalysis-RCWA)技巧。它可以精确有效地模拟-具有任意网格结构它可以精确有效地模拟-具有任意网格结构与基本单元折射率剖面的2D/3D结构，并能分析介电(dielectric)、色散(dispersive)与耗损(lossy)等与基本单元折射率剖面的2D/3D结构，并能分析介电(dielectric)、色散(dispersive)与耗损(lossy)等材料结构。材料结构。再者,使用者可弹性控制入射方向(incidentdirection)与照度极化(polarizationof再者,使用者可弹性控制入射方向(incidentdirection)与照度极化(polarizationofillumination)以完成模拟。illumination)以完成模拟。DiffractMOD与其他RSoft所开发-BeamPROP、FullWAVE、BandSOLVE、GratingMOD等元件模拟软体共用CAD布局界面。软体共用CAD布局界面。此CAD界面提供任意轮廓的精确定义与全参数化的设计模型环境。DiffractMOD中的绕射结构布局,可直接选用FullWAVE(FDTD)进行时域响应(time-domainresponse)模拟，或选用BandSOLVE(PWE)进行能带结构分析(bandstructureanalysis)。FemSIM：运用有限元素法(FEM-FiniteElementMethod)的泛用光子元件解模器(modesolver)，透过非均匀网格(non-uniformmesh)可用来计算任意元件中的任何横切(tra