《無源光器件設(shè)計(jì)（Rsoft）》課程教學(xué)大綱

PAGE1PAGE1無源光器件設(shè)計(jì)（Rsoft）課程教學(xué)大綱(DesignofPassiveDevices(Rsoft)) 學(xué)時數(shù)：32其中：實(shí)訓(xùn)學(xué)時：16課外學(xué)時：0學(xué)分?jǐn)?shù)：2適用專業(yè)：光信息科學(xué)與技術(shù)一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)《無源光器件設(shè)計(jì)（Rsoft）》是光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是物理學(xué)專業(yè)的選修課。課程重點(diǎn)講述如何使用Rsoft軟件對無源光波導(dǎo)器件進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握無源光波導(dǎo)器件的基本工作原理，能夠熟練使用Rsoft對光纖耦合器、光子晶體、分波器、光柵等進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對仿真結(jié)果進(jìn)行理論分析。本課程的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握無源光波導(dǎo)器件以及其他光電技術(shù)所需要的基本技能，為將來的實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的基本要求（一）要求學(xué)生掌握Rsoft軟件的基本操作。（二）要求熟練使用Rsoft對光纖耦合器、光子晶體、環(huán)路器、光柵等進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對仿真結(jié)果進(jìn)行理論分析。三、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)第一章Rsoft軟件的介紹主要內(nèi)容： Rsoft的安裝。Rsoft界面介紹，以及Rsoft基本操作。光波導(dǎo)傳輸模型。重點(diǎn)：軟件基本操作。難點(diǎn)：光波導(dǎo)傳輸模型。第二章光器件參數(shù)的設(shè)置主要內(nèi)容：入射場的建立。偏振控制設(shè)置。輸出顯示設(shè)置。波導(dǎo)傳輸路徑定義。路徑傳輸監(jiān)控。設(shè)計(jì)面板上的器件建模。計(jì)算模式的選擇。重點(diǎn)：入射場的建立。偏振控制設(shè)置。輸出顯示設(shè)置。波導(dǎo)傳輸路徑定義。難點(diǎn)：設(shè)計(jì)面板上的器件建模。計(jì)算模式的選擇。第三章光纖耦合器主要內(nèi)容：光纖耦合器的設(shè)計(jì)。耦合器耦合區(qū)的間隙與長度的優(yōu)化。不同分光比的光纖耦合器的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：光纖耦合器的設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：耦合器耦合區(qū)的間隙與長度的優(yōu)化。第四章光子晶體主要內(nèi)容：光子晶體的設(shè)計(jì)。模式場在光子晶體傳輸動力學(xué)。光子晶體光纖的設(shè)計(jì)。光纖晶體光纖耦合器的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：光子晶體的設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：光纖晶體光纖耦合器的設(shè)計(jì)。 第五章分波器與光柵主要內(nèi)容：分波器的設(shè)計(jì)。1×N分波器的擴(kuò)展。光柵的設(shè)計(jì)。不同反射率光柵的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：分波器的設(shè)計(jì)。光柵的設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：1×N分波器的擴(kuò)展。不同反射率光柵的設(shè)計(jì)。四、課程各教學(xué)環(huán)節(jié)要求本課程將以課堂點(diǎn)評講解與學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的模式開展教學(xué)。課堂教學(xué)與上機(jī)操作的學(xué)時各占50%。其中，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)將由教師重點(diǎn)介紹Rsoft軟件的基本操作以及無源光波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)思路，學(xué)生則通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)出不同的無源光波導(dǎo)器件，并對設(shè)計(jì)的器件進(jìn)行仿真計(jì)算與理論分析。課程考核可采用書面閉卷考試、綜合設(shè)計(jì)性作業(yè)或開卷小論文形式。五、學(xué)時分配章節(jié)主要內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配作業(yè)題量備注講授實(shí)驗(yàn)討論習(xí)題課外其它小計(jì)一Rsoft軟件的介紹22二光器件參數(shù)的設(shè)置64106三光纖耦合器3364四光子晶體3364五分波器與光柵2682合計(jì)16163216六、課程與其它課程的聯(lián)系《無源光器件設(shè)計(jì)（Rsoft）》需要有《波動光學(xué)》、《應(yīng)用光學(xué)》、《大學(xué)物理》、《電磁場》、《光纖光學(xué)》等課程作為物理理論的基礎(chǔ)，而該課程可為后續(xù)課程《光纖通信原理》、《科研訓(xùn)練》、《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）》提供良好的光波導(dǎo)方面的知識和相關(guān)技能。七、教材與教學(xué)參考書（一）教材Rsoft設(shè)計(jì)小組.Rsoft手冊.美國：.（二）教學(xué)參考書[1]范崇澄.導(dǎo)波光學(xué).北京：北京理工大學(xué)出版社，1992。[2]徐森祿.光波導(dǎo)及其應(yīng)用.杭州：浙江大學(xué)出版社，2001。[3][美]GovindP.Agrawal著，賈東方等譯.非線性光纖光學(xué)原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2002。[4]劉德明.光纖光學(xué).北京：國防工業(yè)出版社，1995。[5]吳重慶.光波導(dǎo)理論