OptiSystem 7入门讲义
（中文）
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此讲义仅适用于OptiSystem光通信仿真软件的初学者。
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仅供个人学习与交流，不做他用，勿外传。
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
机械发条OPTIWA VE（www.optiwave/）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。
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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，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。
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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
直流调压器先进的边界条件：
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”、“光纤散模型”、“光纤损耗”、“
偏振模散”（PMD）等运算工具。
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