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optisystem7.0 入门.pdf

发布时间：2022-06-12 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：4.06M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    OptiSystem 7 入门讲义 （中文） 编译人：郑小歪 E-mail：wellright@qq.com
    此讲义仅适用于 OptiSystem 光通信仿真软件的初学者。 （注：此讲义为个人闲暇所编，仅作个人学习与交流，不做他用，存在疏漏与翻译不 妥之处在所难免，请诸位抱着批判且中肯<不装‘介于 A 与 C 之间的字母’>的态度 给予指正。自成稿之日起，除编译者本人外，请大家本着人道主义精神，三月内，请 勿在各大光电论坛上传和分享该文稿。 另注：此讲义出自光通信仿真软件交流 QQ 群：49258352 群主：冷小漠，并感谢 群成员：girl，小蟹*-*璟的不吝赐教。 郑小歪 2009.11.01）
    前言-----OptiWave 系列软件简介 "As optical systems become more and more complex, scientists and enginee rs must increasingly adopt advanced software simulation techniques for vital assistance with design issues. OptiSystem’s power & flexibility facilitates effic ient & effective photonic designs." Dr. Govind P. Agrawal, Professor, Institute of Optics, University of Rochester Author of Fiber Optic Communications Systems “随着光学系统变得越来越复杂，科学家和工程师更加必须采用先进的软件仿真技术 作为解决设计问题的必要辅助手段。OptiSystem 的强大功能和高度灵活性能够有助 于实现有效且高效的光子设计。” 罗切斯特大学光学学院教授，
 Fiber-Optics Communications Systems（《光纤通信系统》）作者 Govind p. Agrawal 博士 OPTIWAVE（http://www.optiwave.com/）公司成立于一九九四年，总部位于加拿大， 是光纤通信领域中从事光通信系统、光纤与光子学元器件模拟设计软件开发的国际著名公 司。 目前，OptiWave 拥有一千多个用户，遍及全球四十多个国家和地区。这些用户包括朗讯、 北电、NTT、Hitachi、Matsushita、阿尔卡特、JDS Unphase、康宁、西门子、爱立信、Marconi、 Pirelli Cavi 等，国内的主要用户有深圳华为、武汉烽火、北京大学、香港中文大学、台湾国 立大学、北京航天航空大学、上海交通大学、南开大学、天津大学、浙江大学等等。 OpticWave 公司产品不断发展完善，其推出的模拟软件功能强大，界面友好，操作方便， 主要包括以下几个系列。 1. OptiBPM 光学波导设计软件 概述 OptiBPM 可用来设计复杂的光波导，并模拟这些波导中的光信号定向、耦合、开关、 分波和复用/解复用，从而提高工程师的设计能力，规避设计风险，和降低波导设计成本。 OptiBPM 基于光束传播法（BPM），通过模拟任何波导内的光分布，使得设计者观测模拟光
    场分布并同时检测发射光场和引导光场。可靠的光束模拟特点便于计算机辅助设计多种集成 以及光纤波导问题。OptiBPM 的最新版本 OptiBPM9.0 还提供了一些类的重要新功能，比如 能在布局设计和波导模拟中界定和应用各向异性材料等。 应用 *设计整合基板的波导，包括通道波导，条状或畸形波导，掩埋型波导，或扩散行成的渐变 折射率波导。 *设计多种器件，如 分路器，合路器，耦合器，调制器，复用器/解复用器与 AWG（波导阵 列光栅）。 *通过与 OptiSystem 整合可以模拟器件设备规模和光子电路规模。 性能与功能 *集成仿真环境 *功能强大的优化与误差分析 *改良的几何波导关系 OptiBPM9.0 的新特点 *支持 DXF 和 GDSI 文件导入 *光纤向量与 LP 模式解决 *高级比例光纤环路分析 2. OptiFDTD 时域光子学仿真软件 概述 OptiFDTD 适用于无源及非线性光子学器件的模拟设计。OptiFDTD 能够设计、分析及 测试器件中的波传播、散射、反射、衍射、偏振以及非线性现象。利用有限差分时域（Finite Difference Time Domain）方法，实现非常高的准确性和完备性的边界条件。该方法利用全矢 量元在时域和频域上解 Maxwell 耦合卷积方程。可以用于任意几何体并且对于器件的材质 没有任何限制。 应用 *光带隙材料与器件 *光微环滤波器和共振器
    *以波导材料为基础的光栅 *衍射微光学元件、复杂的集成光学结构 *分线性材料，色散材料，表面等离子体和各向异性材料 *光子表面等离子体和表面等离子波 *纳米粒子、单元、薄片、透镜 *电磁现象 OptiFDTD7.1 新功能 *OptiFDTD7.1 提供了 Windows XP 64bit 和 Vista 64bit 操作系统的支持。 *全场散射场（TF/SF）：引入一个新的完全倾斜平面波激励方法，这样可以区分全场和散射 场。支持理想的场交叉区分析和光栅仿真。 *平面输入波的初相位：新特性能够让用户用输入波来补偿初相位，特别用于对几个输入平 面波进行耦合信号分析。 *FDTD 边带处理，OptiFDTD 集成了 2D 边带处理。基于减少仿真区域，从而产生边带图表。 *波导厚度选择，波导可以再厚度和宽度上窄化。通道波导和光纤可以被线性或者成比例的 窄化。 *数据分析，OptiFDTD 提供强大的数据后处理工具。包括，离散傅里叶变换，传输函数计 算、静态及时域电磁场图案，矢量分析、偏振计算、远场转换、2D/3D 观察模式。 *Lorentz-Drude 模型，Lorentz-Drude 模型用于金属集成的光子回路。这一先进的材料模型， 为用户提供了对金属结构更准确、全波仿真。 *PWE 边带处理，基于平面波扩散（PWE）的新边带处理可以使用户在三维分析光子晶体材 料的特征。 主要功能和特征： *OptiFDTD 丰富的材料库 *无损以及损耗材料 *各向同性以及各向异性材料 *衍射谐振材料 *Drude 材料，Lorenz-Drude 模型 *二阶，三阶非线性材料 *克尔效应、拉曼效应材料 *金属材料、理想半导体材料 各种激励源： *波导模式、高斯模、矩形波、单波长激励源 *用户自定义激励源 *点光源、偶极子光源 *光谱、功率、幅度、方向可调 *多激励源、多端口、多波长 先进的边界条件：
    OptiFDTD 包含了一个先进的边界条件仿真特性，可以用来优化存储和提供更加准确的 结果。代替传统的 PML 方法，采用 UPML 方法计算吸收边界条件。 周期边界条件，对周期和对称结构的理想电介质和理想的磁介质，采用 UPML 方法实 现更加先进的仿真。 完备的光子晶体设计： OptiFDTD 允许用户设计任何格子和周期结构的光子晶体。可以改进设计特征，用户可 以自定义形状和结构。 通过脚本程序自动仿真： 用户通过 VB 脚本语言实现自动仿真。该仿真完全与用户界面集成，自动脚本工具实现 流线自动过程，快速、方便转换任何层设计或者部分设计到脚本：用户可以建立器件库，可 以添加任何新的设计无需手动用户界面操作，用户可以方便穿件非常复杂的设计，用综合的 后处理工具进行优化仿真。 3. OptiFiber 光纤设计软件 概述 在电讯和数据传输中，光纤的参数选择直接影响到这个光学系统的性能。截面尺寸、 材料成分和折射率分布都影响光纤的线性和非线性效应，因此必须认真选择已达到好的光学 性能。应用 OptiFiber 光学设计软件大大简化了光纤设计过程。对于使用和设计光纤、光纤 器件和光纤传输系统工程师、科学家、学生，OptiFiber 是一套功能强大的工具，包含了“光 纤模态解析”、“光纤色散模型”、“光纤损耗”、“偏振模色散”（PMD）等运算工具。
    应用 *评估参数、灵敏度和容限 *根据有限差分方法或传输矩阵方法求解 LP 或矢量模式的光纤模式 *分析从仪器（例如 EXFO NR-9200）测得的光纤形状 *单模光纤设计，例如 Corning SMF-28、色散平坦光纤或色散位移光纤。 *多模光纤设计，例如 50/125 m 和 62.5/125 m 二氧化硅光纤。 *传播中的多模干涉图的可视化 *自动参数扫描 *光纤传感器设计 *计算来自固有或非固有干扰的双折射和 PMD。 4. OptiGrating 集成光纤光栅设计软件 概述 OptiGrating 是一款功能强大、易于使用的光纤光栅以及波导光栅设计软件，用于结合了光 栅特性的光纤器件设计，它运用耦合模型理论模拟光并实现对光栅的分析综合。一个复杂的 光栅是可以近似看做由一系列的独立单元组成，可以运用传输矩阵来连接各个单元，从而分 析整个光栅的特性。因此，在光栅器件的设计中，需要测试并巧妙处理光栅结构，优化各个 光栅单元性能，从而完成整个光栅器件的设计。 应用 *WDM 分插、窄带和宽带光纤 *以及波导滤波器
    *光纤布拉格反射器 *EDFA 增益平坦元件 *光纤通信的色散补偿器 *使用光栅切趾进行边带抑制 *光纤传感器和波导传感器 *耦合到包层模式的长周期光栅 5. Optisystem 光通信系统与放大器设计软件 概述 OptiSystem 可以帮助用户规划、测试和模拟几乎传输层所有的光纤系统，包括局域网、 城域网和广域网，也提供了从组件到系统各个层面的传输层光通信系统设计和规划，并仿真 出分析结果和应用。而通过与 optiWave 公司其他软件产品，工业设计工具和电子自动化设 计软件的整合，Optisystem 有助于你的产品迅速推向市场，并缩短投资回收期。而最新的 Optisystem7.0 提供了对 64Bit 操作系统的支持。 应用 *WDM/TDM 或 CATV 网络设计 *SONET/SDH 设计 *发送端、通道、放大器和接收器设计 *误码率估算以及对不同接收模式的系统性能估算 *放大器系统的误码率以及链路预算估计 特点与功能 *丰富的器件库 *Optiwave 系列软件整合 *混合信号表达 *质量与性能法则 *高级工具与数据检测 *分级仿真子系统 *强有力的脚本语言 *强大的数据计算流 *生成页面报告与物料成本 Optisystem7.0 的新功能与新特点：
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