内容发布更新时间 : 2024/5/17 22:26:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书

4．Rsoft CAD软件介绍

BPM计算方法也有多种形式，其中有限差分波束传播法（FD-BPM）得到了最广泛的应用，FD——BPM可以实现很准确的设计计算，同时可以允许较大的计算步进（step）。由Hadley发明的透明边界条件方法和基于Pade近似算符的大角度计算方法使得FD-BPM的功能更加强大。我们使用的软件主要基于这种方法。

BPM在Rsoft CAD Layout 环境中运行，正如大家所看到的这一环境下可以运行多个组件，我们使用的只是BPM。为了很好地使用该软件大家需要阅读Rsoft CAD Layout和BeamPROP的使用手册。

4.1 Rsoft CAD Layout介绍

图3 Rsoft CAD软件界面

界面如图3所示,界面中有菜单和快捷工具栏，所有的操作都通过菜单和工具栏来完成。设计开始我们需首先创建一个文件，在文件界面中可以绘制波导。波导主要有2D 和3D两类，2D 波导相当于只有两维坐标的约束，在Y方向无限延伸。3D波导又分为4种：光纤（fiber）,通道channel，扩散diffused，脊波

9

武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书

导rib，多层波导multilayer。

波导的宽度和高度也可以随着Z坐标变化，这样波导看上去就是锥形了，即起点和终点的宽度（或高度）不一样。本软件把这种情形称为Taper，相应有Width Taper，Height Taper。如果使用了这两个Taper，波导的起点和终点的宽度（或高度）必须人为设置成不一样，设置项为starting vertex和ending vertex。（在选定的波导上点击鼠标右键）当然Z坐标的变化也可以采用Taper，这时起点和终点的Z坐标不一样，波导看上去可能就弯曲了，这一项称为Position Taper。另外，折射率随Z坐标也可以变化，称为Index Taper，设置相似。需要说明的是，Height Taper和Index Taper在CAD Layout中不能直接看出，通过显示折射率图形

可以观察Index Taper。

4.2 BeamPROP介绍

BeamPROP工作在ＣＡＤ Ｌａｙｏｕｔ界面中，采用ＢＰＭ计算方法，前面已经介绍了ＢＰＭ计算方法。这里介绍几个方面的内容: 路径(Pathway)、监视器(monitor)、输入场(launch field)、仿真(simulation) 。在左边工具条上可以找到相应的按钮。

Pathway是设计者需要观察光波传输情况的一条路径,Pathway的定义不改变波导的结构。通常一条路径应该包括广场输入部分的波导,你希望对光场进行观察的位置的波形,可以定义多条路径,软件自动编号。

监视器(monitor)与Pathway相联系,观察指定Pathway中(或输出端)的光场， 就相当于实验中的示波器，可以定义多个monitor,软件自动编号，输入场(launch field)是仿真时必不可少的,是计算的初始条件。

10

武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书

5.非对称波导仿真

5.1非对称平板波导的绘制

进入RSoft CAD-Layout，点击新建文件，选择所绘制的非对称光波导的基本参数，选择情况如图4.1所示，中央芯区折射率为1.4+2.1=3.5。所绘制的非对称平板波导的可变参量的设置如图4所示。

图4

11

武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书

设定非对称平板波导的可变参数，设定值如图5所示：

图5

绘制的非对称平板波导的光路图如图6所示：

图6

12

武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书

再设定好不同芯层对应的参数（折射率），具体参数为：基膜1.4+2.1=3.5，两边分别为1.4和1.4+0.8=1.8，如图7所示

图7

13