熟悉集成光学仿真设计软件
rsoft教程
rsoft教程RSoft（Radiation Soft）是一款用于光学仿真和设计的软件套件。
它提供了一系列的工具和模块，可以用来模拟光波传播、光学元件设计和光学系统优化等。
1. 入门指南RSoft入门指南是一个基于图形用户界面（GUI）的教程，帮助用户快速了解软件的基本功能和操作流程。
在该指南中，你将学习到如何创建项目、导入/导出数据、设置仿真参数等。
同时，你还将学习如何使用RSoft中的工具进行仿真和分析。
2. 无源元件设计无源元件设计在光通信和光电子学中非常重要。
RSoft提供了一些模块，例如FullWAVE和BeamPROP，用于设计和优化无源元件，如波导、光纤和光栅。
在这个教程中，我们将指导你如何使用RSoft的无源元件设计工具，通过改变材料参数、几何形状等来优化特定的元件性能。
3. 光纤传输仿真光纤是光通信中最重要的传输介质之一。
RSoft的MODE和FullWAVE模块可以用来模拟和优化光纤传输系统。
在这个教程中，你将学习到如何建立光纤传输系统的基本模型，如何设置光源和探测器，以及如何分析和优化光纤系统的传输性能。
4. 光栅和光谱分析光栅在光学器件中发挥着重要的作用。
RSoft的GratingMOD 模块可以用来模拟光栅的行为，并通过分析光谱来优化光栅的性能。
在这个教程中，你将学习到如何使用GratingMOD模块建立光栅模型，如何设置光源和探测器，以及如何分析光栅的反射率、透射率等性能指标。
5. 集成光学设计集成光学器件由多个光学元件组成，如波导、偏振器和光调制器等。
RSoft的BeamPROP模块可以用来模拟和优化集成光学器件。
在这个教程中，你将学习到如何建立集成光学器件的基本模型，如何设置光源和探测器，以及如何分析和优化集成光学器件的性能。
希望这些教程对你学习和使用RSoft软件有所帮助！。
光学设计软件介绍
光学设计软件介绍光学设计软件是一种用于设计、模拟和优化光学系统的专业软件。
它能够帮助光学工程师在设计过程中进行复杂的光学分析和计算，以实现更好的系统性能和结果。
在本文中，我将介绍几款常用的光学设计软件，并分别对它们的特点和应用领域进行详细介绍。
首先，我们来介绍一款被广泛应用的商业光学设计软件，Zemax。
Zemax是一款集成了光学设计工具、分析和优化功能的软件。
它提供了丰富的光学元件和材料库，用户可以通过拖放功能轻松搭建光学系统，并实时进行光束跟踪和模拟。
Zemax具有强大的快速优化功能，能够自动优化光学系统的参数，极大地提高了光学系统的设计效率。
此外，Zemax还提供了光学系统的散射和散射分布模拟功能，可用于高级光学分析和设计。
Zemax广泛应用于光学器件、成像系统、激光系统等领域。
另一款值得关注的光学设计软件是CODEV。
CODEV是光学工程师和设计师们非常喜欢使用的一款商业软件。
它提供了先进的面片拟合分析算法，可以模拟光学表面的形状和光线传输。
CODEV具有非常强大的工程优化功能，可以自动找到最优的光学系统参数，以满足特定的设计需求。
该软件还支持干涉仪的设计和分析，能够帮助用户进行光波前传播分析和高级光学性能计算。
CODEV广泛应用于天文望远镜、光纤通信和半导体设备等领域。
另外，我们还有一款开源软件，OpenFST。
OpenFST是一种用于模拟和优化光学系统的自由软件。
它具有高性能和高效的光束跟踪算法，能够精确模拟光线的传输和变换。
OpenFST还支持多种优化算法，可以自动最佳的光学参数。
此外，它还提供了基于几何和波动原理的分析工具，可用于高级光学模拟和计算。
OpenFST广泛应用于光学设备、光纤通信和太阳能电池等领域。
综上所述，光学设计软件在现代光学工程中起着重要的作用。
由于不同软件具有不同的优势和特点，适合不同领域和需求的光学设计。
通过选择适合的软件，光学工程师能够更加高效、准确地进行光学系统设计和优化，从而实现更好的技术和应用效果。
Rsoft软件简介和使用
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。
各种光学设计软件介绍学习光学必备peter
光学设计软件介绍ZEMAX 是美国焦点软件企业所睁开出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度剖析，也可成立反射，折射，绕射等光学模型，并联合优化，公差平剖析功能，是套能够运算 Sequential 及 Non-Sequential 的软件。
版本等级有 SE：标准版， XE ：完好版，EE：专业版〔可运算Non-Sequential 〕，是将实质光学系统的设计观点、优化、剖析、公差以及报表集成在一同的一套综合性的光学设计仿真软件。
ZEMAX的主要特点：剖析：提供多功能的剖析图形，对话窗式的参数选择，方便剖析，且可将剖析图形存成图文件，比如：*.BMP, *.JPG ．．．等，也可存成文字文件*.txt ；优化：表栏式merit function 参数输入，对话窗式预设merit function 参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差剖析：表栏式 Tolerance 参数输入和对话窗式预设Tolerance 参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。
CODE V 是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件，功能特别强盛，价钱相当昂贵 CODE V 供给了用户可能用到的各种像质剖析手段。
除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传达函数外，软件中还包含了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束流传、能量散布曲线、局部相关照明、偏振影响剖析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种特有的剖析计算功能。
是世界上应用的最宽泛的光学设计和剖析软件，近三十多年来，Code V 进行了一系列的改进和创新，包含：变焦构造优化和剖析；环境热量剖析； MTF 和 RMS 波阵面根基公差剖析；用户自定义优化；干涉和光学校订、准直；非连续建模；矢量衍射计算包含了偏振；全世界综合优化光学设计方法。
CODE V 是美国有名的Optical Research Associates〔ORA? 〕企业研制的拥有国际当先水平的大型光学工程软件。
信息光学中的光学设计及仿真软件比较
信息光学中的光学设计及仿真软件比较信息光学是研究光在信息科学、通信、计算等领域中的应用的学科。
在信息光学中，光学设计和仿真软件起到了重要的作用，可以帮助工程师们进行光学系统的设计、优化和仿真分析。
本文将对几种常用的光学设计和仿真软件进行比较，包括Zemax、Code V和LightTools。
1. ZemaxZemax是一款功能强大且广泛使用的光学设计和仿真软件。
它提供了丰富的光学元件库，包括透镜、棱镜、镜片等，同时也可以自定义设计光学元件。
Zemax具有直观的用户界面和可视化的设计流程，可以帮助用户快速进行光学系统的设计和优化。
此外，Zemax还提供了各种分析工具和优化算法，用于评估和改善光学系统的性能。
2. Code VCode V是一款专业的光学设计和仿真软件，主要用于非球面光学元件和复杂光学系统的设计。
Code V具有强大的非球面曲面建模和优化算法，可以实现更高级别的光学设计。
它拥有丰富的分析工具和优化方法，可帮助用户定量评估光学系统的性能，并进行合理的优化。
Code V的用户界面相对较为复杂，需要一定的学习和使用成本。
3. LightToolsLightTools是一款基于光线追迹的光学设计和仿真软件，主要用于一维和二维光学系统的设计和分析。
LightTools的特点是能够高精度地处理光学系统中的散射、衍射、反射等效应。
它提供了直观的用户界面和灵活的设计工具，可快速建立光学系统，并进行系统性能的仿真和分析。
LightTools还具有丰富的材料库和光源模型，以支持用户进行更真实的仿真。
综合比较：Zemax、Code V和LightTools是信息光学领域常用的光学设计和仿真软件，它们各自有着优势和适用范围。
Zemax相对而言更适用于一般光学系统的设计和分析，有着丰富的功能和用户友好的界面。
Code V则更适用于非球面光学元件和复杂系统的设计，并具备高级的设计和优化算法。
LightTools则更适用于对散射、衍射等光学效应有较高要求的系统设计。
常见光学仿真设计软件
1.APSS.v2.1.Winall.Cracked 光子学设计软件，可用于光材料、器件、波导和光路等的设计2.ASAP.v7.14/7.5/8.0.Winall.cracked/Full 世界各地的光学工程师都公认ASAPTM（Advanced Systems Analysis Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准。
注：另附9张光源库3.Pics3d.v2004.1.28.winall.cracked 电子.光学激光2D/3D有限元分析及模形化装置软件stip.v2004.1.28.winall.cracked 半导体激光装置2D模拟软件5.Apsys.2D/3D.v2004.1.28.winall.cracked 激光二极管3D模拟器6.PROCOM.v2004.1.2.winall.cracked 化合物半导体模拟软件7.Zemax.v2003.winall.cracked/EE ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起。
8.ZEBASE Zemax镜头数据库9.OSLO.v6.24.winall.licensed/Premium OSLO 是一套处理光学系统的布局和优化的代表性光学设计软件。
最主要的，它是用来决定光学系统中最佳的组件大小和外型，例如照相机、客户产品、通讯系统、军事 /外太空应用以及科学仪器等。
除此之外，它也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具。
10.TracePro.v324.winall.licensed/Expert TracePro 是一套能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件。
它是第一套以符合工业标准的ACIS(固体模型绘图软件)为核心所发展出来的光学软件，是一个结合真实固体模型、强大光学分析功能、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件，它可将真实立体模型及光学分析紧紧结合起来，其绘图界面非常地简单易学。
史上最全的光学软件大全，欢迎参与交流讨论！
史上最全的光学软件大全，欢迎参与交流讨论！以下是一些常用的光电专业软件及版本，不知道大家都有没有，欢迎用过的和即将使用的朋友一起来交流和讨论！1.Zemax V10AZemax是目前使用最广泛也是最容易上手的光学设计软件，特别适合光学设计软件初学者。
它的综合性很强，它将实际光学及照明系统的设计建模、分析、优化集成在一起，并配备丰富的资源库提供用户查询，目前已成为光电子领域光学设计者的首选软件。
目前最新版本是OpticStudio16.听说已经涨价了哦！在全球范围内，这款软件已经被广大的应用在设计显示系统，照明，成像的使用系统，激光系统以及漫射光的设计应用方面。
另外，这款软件自带ZPL编程语言，可实现功能的扩展，还可以和C语言、C++、VB等编程语言进行配合使用，非常的方便。
ZEMAX 有三种不同的版本：Standard 标准版（SE）；Professional 专业版（EE）；Premium 旗舰版（IE）。
这三个版本所包含的工具和功能逐渐齐全，用户可根据实际情况进行选择。
2.ASAP 7.5 光学模型分析软件ASAP光学模型分析软件，是一个经过时间证实且成为工业界标准的光学设计软件。
它是一不受限制的、非连续光线追迹软件。
它具有对物理光学、成像和照明系统进行模型分析的强大功能。
是专为仿真成像或光照明的应用而设计，让您的光学工程工作更加正确且迅速。
ASAP让您在制作原型系统或大量生产前可以预先做光学系统的仿真以便加快产品上市的时间。
它的图形工具允许用户进行截面分析，或者对几何模型、光线追迹、分析结果进行三维演示。
ASAP 对光学系统分析的适用范围是其他软件所不能比拟的。
ASAP 可以分析散射、衍射、反射、折射、吸收、偏振、非连续光线追迹和高斯光束传播。
它的交互性显示界面可以及时显示处理中存在问题的区域。
3.Code V 10.8CODE V是ORA推出的大型光学设计软件,功能非常强大,有着三十多年多年的悠久历史，不过30多万的价格让大多数光学设计人员望而却步。
《Zemax光学设计软》课件
性。
02 Zemax软件基本操作
界面介绍
菜单栏
包含所有可用的命 令和选项。
工具栏
提供常用命令的快 捷方式。
标题栏
显示软件名称和当 前打开的文件名。
工作区
用于显示和编辑光 学设计的相关数据 和图形。
状态栏
显示当前操作的状 态和提示信息。
文件操作
新建文件
创建一个新的光学设计项目。
打开文件
打开一个已存在的光学设计项目。
高效的照明模拟
Zemax可以模拟各种光源和照明条件下的光学系统性能，帮助设 计师优化照明设计。
软件应用领域
光学仪器设计
01
Zemax广泛应用于望远镜、显微镜、照相机等光学仪器的设计
和优化。
摄像头和投影仪设计
02
Zemax可以帮助设计师优化摄像头和投影仪的性能，提高成像
质量。
照明设计和分析
03
Zemax可以用于照明系统的设计和分析，提高照明效率和均匀
光学性能分析
分辨率分析
分析光学系统的分辨率，评估系统对 细节的分辨能力。
光束孔径分析
研究光束孔径大小对成像质量的影响 ，优化光束孔径配置。
波前分析
波前畸变
研究光波经过光学系统后的波前畸变情况，分析其对成像质 量的影响。
波前重建
利用Zemax软件对波前进行重建，了解光波的传播特性和变 化规律。
05
保存文件
将当前光学设计项目保存到磁盘上。
另存为
将当前光学设计项目以不同的文件名或格式保存。
工具栏介绍
01
视图工具栏
用于控制工作区的视图，包括放大 、缩小、旋转等操作。
绘图工具栏
提供绘制各种光学元件和光路的功 能。
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实验一熟悉集成光学仿真设计软件一、实验目的：1．掌握OptiBPM 6.0的基本操作；2．掌握利用OptiBPM 6.0进行光学仿真的一般方法；3. 了解BPM方法的基本原理。
二、实验原理：1、OptiBPM光波导是光子器件的关键部分，它扮演着引导、耦合、开关、分开、复合和解复合光信号的角色。
无源光波导、光电子器件、发送器、接收器和驱动电子设备可以用类似于微电子的平面技术集成在一个芯片上。
尽管波导器件的工作原理已经被很深入的研究和了解，它们具体的特性与许多参数有关，包括几何形状、波长、初始场分布、材料数据、电光驱动条件以及其它的参数。
在制造器件之前，这些参数必须先被优化。
OptiBPM是一个功能强大、友好的系统，它提供各种集成光学问题的计算机辅助设计。
OptiBMP的核心－光束传播法或者BPM，是一种步进式的、模拟光在任何波导介质中的通道的理论。
在集成光学中，当光场沿着波导结构传播时，它在任何一点都可以被跟踪。
BPM提供计算机模拟完成后的光场分布的观察，可以同时检测辐射模和导模。
对于大尺寸的光电回路，由于制造芯片需要大量的资源，因此正确的建立模型是占主导地位的。
光波导的设计依赖于光信号的模拟传播、波导模式、模式耦合、损耗和增益。
BPM是相当友好的软件，能模拟二维和三维波导器件中的光传播。
三维中的一维是横向，作为X 轴。
第二维是传播方向，作为Z 轴。
对于3D 模拟，第三维是Y 方向，作为深度方向。
被模拟的器件在横向上具有阶跃式有效折射率分布，并且OptiBPM 3D 提供用户所需的所有的阶跃折射率波导设计的工具。
OptiBPM 对于设计和模拟光波导来说是理想的。
波导可以集成在衬底上或者是光纤波导。
集成波导可以是条形波导、脊型波导、掩埋型波导或者扩散形成的渐变折射率波导。
波导建模可以用在具有功能的器件的设计方面，例如分波器、合波器、耦合起，调制器和复用器。
利用OptiBPM ，可以为波导和由一些波导组成的具有上叙功能的方案建立模型。
2、有限差分光传播方法（F-D BeamPropagation Method, FD-BPM ）光传播方法（Beam Propagation Method, BPM ）被广泛的利用于集成光学组件及光纤光学装置的仿真计算，而BPM 被广泛使用有下列几个原因：BPM 在计算的概念上简单易懂，且允许快速的执行基本的技术。
它除了相对的简单以外，BPM 通常是一个很有效的方法，以及它可以计算复杂的几何结构，在许多情况下，是最理想的特性，这就是说计算的效果与计算的格点成正比的关系。
BPM 的另外一个特性就是很容易应用于复杂的几何学，而不需要再发展专门的方法来做计算。
BPM 是以近似的方式来解绝对波方程式。
且公式中做了纯量场（也就是忽略偏极）及近轴（也就是传播中的光的发散角很窄）的近似。
从单色波的Helmholtz 方程式中我们做了波为纯量场的假设之后我们可以写成：2222222(,,)0∂∂∂+++=∂∂∂k x y z x y z φφφφ 在这里，我们可以将纯量的电场写成：(,,,)(,,)j t E x y z t x y z e ωφ-=空间中的波数(Wave-Number)220(,,)(,,)=⨯k x y z k n x y z ；其02/k πλ=。
折射指数分布n(x,y,z)一但被决定我们就可以完整的解出此波动方程式。
假设波沿着z 方向传播则：(,,)(,,)=jkz x y z u x y z e φ 其中，k 为一个常数来描述电场的相位。
接着，我们把上面所描述的式子代入Helmholtz 方程式得到：222222222()0∂∂∂∂++++-=∂∂∂∂u u u u jk k k u z z x y 222222[()]2∂∂∂=++-∂∂∂u j u u k k u z k x y这就是三维（3D ）的基本BPM 方程式；另外，将Y 方向的关系删去即可得到二维的BPM 方程式。
在上面所描述的方法中，因为u 是一个相位变化缓慢的项，所以我们可以把二次微分项忽略，并且，我们在计算时的z 方向格点可以取比一个波长还大，这样一来就可以减少大量的计算时间。
三、实验容：学习OptiBPM 的安装方法并参考OptiBPM 用户手册熟悉软件的基本操作。
四、实验方法：1．安装OptiBPM 软件安装OptiBPM ，在OptiBPM 文件里，找到Install 子文件夹，点击setup.exe,安装选择在D 盘的Program Files 目录下。
然后把crack 里的容，复制到安装目录里的bin 文件夹里。
2. 快速启动在任务栏的开始选所有任务> Optiwave Software > OptiBPM > OptiBPM Layout Designer.3. 使用OptiBPM创建工程的基本过程：（1）打开软件后，出现如图（一）所示的窗口。
图（一）（2）在file单击左键，在下拉菜单中单击new，新建材料库。
出现如图（二）所示窗口。
图（二）（3）单击Profiles And Materials，出现如图（三）所示窗口。
图（三）（4）右键单击Materials里的Dielectric，在下拉菜单中单击new，出现如图（四）所示的窗口。
图（四）（5）将Name改为Silica Core，2D Isotropic和3D Isotropic中的折射率参数都改为1.5，然后保存。
出现如图（五）所示窗口。
图（五）（6）Silica Core的3D Anisotropic参数如图（六）所示。
图（六）（7）重复步骤4，并将Name改为Silica Cladding，2D Isotropic和3D Isotropic中的折射率参数都改为1.48，然后保存。
出现如图（七）所示窗口。
图（七）（8）右键单击Profiles里的Channel，在下滑菜单中单击new，出现如图（八）所示的窗口。
图（八）（9）窗口中2D profile definition的Material选择Silica Core；3D profile definition中的参数：Layer name为channel，Width为4.0，Thickness为2.0，Offset为0.0，Material选择Silica Core。
录入完成后，单击Add，然后保存。
出现如图（九）所示窗口。
图（九）（10）右键单击Fiber，在下拉菜单中单击new。
出现的窗口中，2D profile definition的Material选择Silica Core，3D profile definition中的参数：Layer name为Fiber Core，Rx为2.0，Ry为2.0，Material选择Silica Core。
录入完成后，打击Add，然后保存。
出现如图（十）所示窗口。
图（十）（11）回到Initial Properties窗口，Profile选择为ChannelProl。
如图（十一）所示。
图（十一）（12）单击Wafer Dimensions，在出现的窗口中，录入Length为800，Width为40，如图（十二）所示。
图（十二）（13）单击3D Wafer Properties，在Cladding 中Material选择Silica Cladding，Thickness为17；在Substrate中Material选择Silica Cladding，Thickness为15。
如图（十三）所示。
图（十三）（14）单击OK，出现如图（十四）所示窗口。
图（十四）五、分析与问题:1． 总结利用OptiBPM 仿真的基本方法；答：OptiBMP 的核心－光束传播法或者BPM ，是一种步进式的、模拟光在任何波导介质中的通道的理论。
在集成光学中，当光场沿着波导结构传播时，它在任何一点都可以被跟踪。
BPM 提供计算机模拟完成后的光场分布的观察，可以同时检测辐射模和导模。
对于大尺寸的光电回路，由于制造芯片需要大量的资源，因此正确的建立模型是占主导地位的。
光波导的设计依赖于光信号的模拟传播、波导模式、模式耦合、损耗和增益。
BPM 是相当友好的软件，能模拟二维和三维波导器件中的光传播。
三维中的一维是横向，作为X 轴。
第二维是传播方向，作为Z 轴。
对于3D 模拟，第三维是Y 方向，作为深度方向。
被模拟的器件在横向上具有阶跃式有效折射率分布，并且OptiBPM 3D 提供用户所需的所有的阶跃折射率波导设计的工具。
2． 详细分析有限差分光传播方法的原理。
答：BPM 是以近似的方式来解绝对波方程式。
且公式中做了纯量场（也就是忽略偏极）及近轴（也就是传播中的光的发散角很窄）的近似。
从单色波的Helmholtz 方程式中我们做了波为纯量场的假设之后我们可以写成：2222222(,,)0∂∂∂+++=∂∂∂k x y z x y zφφφφ 在这里，我们可以将纯量的电场写成：(,,,)(,,)j t E x y z t x y z e ωφ-=空间中的波数(Wave-Number)220(,,)(,,)=⨯k x y z k n x y z ；其02/k πλ=。
折射指数分布n(x,y,z)一但被决定我们就可以完整的解出此波动方程式。
假设波沿着z 方向传播则：(,,)(,,)=jkz x y z u x y z e φ 其中，k 为一个常数来描述电场的相位。
接着，我们把上面所描述的 式子代入Helmholtz 方程式得到：222222222()0∂∂∂∂++++-=∂∂∂∂u u u u jk k k u z z x y 222222[()]2∂∂∂=++-∂∂∂u j u u k k u z k x y这就是三维（3D ）的基本BPM 方程式；另外，将Y 方向的关系删去即可得到二维的BPM 方程式。