器件设计--实用程序
器件设计--实用程序
1.MOST
MOST，多变量优化和扫描工具，是设计优化光学器件临界问题的优秀解决方案。在研究或者设计过程中，MOST对于系统的全参数空间的理解是至关重要的。作为Rsoft物理模型仿真器的一个自动化驱动程序，MOST通过简化扫描和优化的定义、计算和分析来执行这些重要的操作。此外，如果你有RSoft产品多个模块，只需用鼠标点击一下，MOST就可以自动的贯穿整个网络进行工作分配。
ModePROP的扫描结果显示随着测试材料的折射率的变化，对于不同操作波长的表面等离子体共振位置的变化情况。
优势
1. 用最少的用户交互自动扫描和优化设备。
2. 自动设计进程为您省去了繁琐单调的工作。
3. 各种输出和特征分析可以通过测量和用户自定义得到。
4. 完全集成到RSoft CAD Environment中，以及所有的仿真工具中。
应用
MOST应用于需要扫描或者优化参数的情况下，包括但不限于：
◆ 可执行在任何维度中任何设计参数的参数扫描。
◆ 可执行单个和多个变量的局部或者全局自动化优化
◆ 通过遗传算法执行全局优化
◆ 使用自动分布计算进行扫描和部分优化（需要合适的许可文件）
仿真技术
MOST提供了当今最灵活的扫描/优化环境。测量是广义的，所以任何由仿真器所产生的数据均可以通过统一的方式处理。因此，以BeamPROP计算的扫描模态的有效折射率与以DiffractMOD计算的扫描衍射效率是相同的。此外，向量和矩阵数量很容易被扫描，如反射光谱或模式分布。也就是说，任何由RSoft工具产生的量都可以被作为扫描或优化的目标。
特征
◆ 任何由RSoft工具产生的量都可以被作为扫描或优化的目标。
◆ 扫描和优化可以通过任意数量的参数执行。
◆ 自动生成线形、轮廓和三维体积图。
◆“Data sliced”图显示在参数空间中的特定面的状况。
◆ 实时收敛图跟踪优化性能。
◆ 在RSoft自定义DataBROWSER环境，便于对数据进行访问或者查看。
◆ 可以立刻在不同图样上在加工现有数据。
◆ 完整的数据转储功能可以转储到任何扫描量的文件中。
◆ 一些优化算法，可用于不同类型的收敛。
◆ 仿真的自定义后处理功能能够输出任何参数所产生的扫描/优化
◆ 通过MOST的自定义模块定义新的优化算法。
使用BeamPROP和MOST的扫描/后处理计算光纤的色散参数。
2. LED Utility
LED Utility能够准确模拟新型LED 结构和所有涉及的材料。此实用程序简化了LED设计有关常见问题，并支持萃取率和辐射图的严格计算。它利用RSoft CAD来描述几何和材料属性，并利用RSoft旗舰模拟工具FullWAVE为LED建模。RSoft CAD是一个全参数化、高灵活性、用户友好性并具有3D编辑能力的设计环境，可以简化复杂LED几何形状。FullWAVE仿真模块基于时域有限差分(FDTD)法，FDTD使用ab-initio方法，用于非近似求解麦克斯韦方程，非常适用于精确的模拟复杂的LED结构。
注：LED Utility提供FullWAVE（ RSoft光学仿真工具）使用这里所描述的功能。所有仿真工具有单独的许可证。
优势
1. 通过RSoft的FullWAVE模块执行严格的光学仿真。
2. 非相干LED结构的自动化光学仿真。
3. 完全集成到RSoft多变量扫描和优化工具(MOST)中.
4. 为大量计算增加速度和效率，允许集群仿真环境。
5. 完全集成到RSoft CAD Environment中。
应用
1. LED设计
2. LED萃取效率的优化
3. 研究在LED上的图案效果
图像
LED结构的原理图：上面的二维光子晶体光栅增加萃取率。
LED辐射图
Phc光栅萃取增强的工作原理。
特征
◆ 任意LED几何结构都可以用RSoft CAD轻松地创建
◆ 周期阵列可以使用新的Dynamic Array Layout轻松生成
◆ 包括材料色散
◆ 通过RSoft FullWAVE工具进行严格的光学模拟
◆ 用户自定义辐射谱
◆ 输出萃取率和辐射图
3.Solar Cell Utility
Solar Cell Utility为太阳能器件提供了光学和电学仿真解决方案。该实用程序简化了与太阳能设计有关的常见问题，并且支持J-V曲线、量子效率谱和整体电池的效率的严格计算。Solar Cell Utility的基本版本是使用一个简单的电子模型，并与一个或多个RSoft光学仿真工具一起运作。如果严格的电子建模解决方案是理想的，可以使用LaserMOD。Solar Cell Utility的LaserMOD选项提供了一个用于此目的LaserMOD许可证。
注: Solar Cell Utility提供给用户一些这里提到的RSoft光学仿真工具的功能。所有的仿真工具是单独许可的。
太阳能结构的示意图以及根据电池中衍射光学元件的周期计算的太阳能电池的效率。
优势
1. 严格的光学仿真由RSoft无源光学设计工具的一个模块来执行。
2. 可以使用简单的电子模型，或严格的LaserMOD仿真工具。
3. 完全集成到RSoft CAD Environment。
用于理想二极管的电子模型和Fullwave计算随机纹理界面的太阳能电池的J-V曲线。
上述相同的太阳能电池用LaserMOD和FullWAVE计算得到的J-V曲线。
应用
◆ 太阳能电池的设计
◆ 太阳能电池的衍射光学元件
◆ 随机纹理的材料表面的太阳能电池
◆ 理想情况下调查太阳能电池的电子性质
特征
◆ 任意的太阳能电池几何形状可以通过RSoft CAD轻松的创建。
◆ 重要的材料属性，例如依据频率的复折射率,可用于正确地仿真吸收性材料。
◆ 简单的电子建模可通过修改理想二级管方程实现；通过LaserMOD工具严格的建模。
◆ 使用AM1.5的太阳光谱作为默认的入射光谱；也可以使用用户指定光谱。
◆ 用户直接控制阴影、填充因子和收集效率。
◆ 对于寄生电阻采用既简单又严谨的电子建模。
◆ 除了仿真工具（DiffractMOD, FullWAVE, 和/或LaserMOD）的标准输出外，输出还包括电池效率、J-V曲线和量子效率光谱。
◆ 自动参数化的研究和优化设计使用MOST。
4. Multi-Physics Utility
设计Multi-Physics Utility是为了与RSoft的无源器件仿真工具一起使用。Multi-Physics Utility提供了一种方便的接口，使其折射率分布结构的扰动包含在仿真中。这种扰动可能是由于材料中高级的物理进程产生的，例如光电效应、热光效应、应力 - 光学效应（即张力）和carrier-induced 效应。所需的材料参数来描述这些效应，也可以在RSoft的材料库中定义。
注：包括光电效应和热光效应基本的Multi-Physics Utility在所有无源器件工具中都适用。应力 - 光学效应（即张力）和和carrier-induced 效应作为选项需要单独的许可。
折射率的变化，由于载体效应，硅脊波导管埋在SiO2中。
埋在二氧化硅里的硅脊波导的应变力的X分量。
优势
1. 扩大了RSoft无源器件仿真工具的权限。
2. 完全集成到RSoft CAD Environment中。
应用
◆ 电吸收/电折射调制器
◆ 热光开关
◆ 电偏压调制器
◆ 在波导和光纤中的双折射
◆ 在设备制造过程中由冷却引起的应力效应
特征
◆ 与所有RSoft无源器件仿真工具完全集成。
◆ 所有的建模参数都能充分利用RSoft材料库。
◆ 通过求解泊松方程（电光效应）、热方程（热光效应）、应力应变方程（应力作用）、和通过使用LaserMOD carrier-based效应来计算折射率扰动。
◆ 自动参数化的研究和优化设计使用MOST。
5. Tapered Laser Utility
Tapered Laser Utility为分析和优化锥形半导体激光二极管提供了一个有效并精确的设计工具。它基本集合了两款强大并成熟的仿真工具，BeamPROP和LaserMOD，提供了全三维的锥形激光二极管的仿真。准三维电学、量子力学的增益和热计算通过LaserMOD执行，而光场传播通过BeamPROP执行。
注：Tapered Laser Utility提供了拥有BeamPROP和LaserMOD的用户这里所描述的功能。所有工具都是单独许可的。
计算光电流和电流-电压特性。
Tapered Laser Utility计算沿着锥形激光不同部分的稳定的场分布。
优势
1. RSoft的BeamPROP和LaserMOD模拟工具的权限用于锥形半导体激光器的应用。
2. 完全集成到RSoft CAD Environment中。
应用
◆ 锥形激光二极管的设计
特征
◆ 完全与RSoft的BeamPROP和LaserMOD仿真模块集成，自动计算锥形激光的特性。
◆ 自洽的光学、电学和热学仿真。
◆ 可扩展的材料库
◆ 输出信息包括L-I曲线、I-V曲线、空间场图、远场等。
◆ 能够模拟物理效应，例如烧孔效应、激光抽丝、泵浦效应等。