《无源光器件设计（Rsoft）》课程教学大纲

PAGE1PAGE1无源光器件设计（Rsoft）课程教学大纲(DesignofPassiveDevices(Rsoft)) 学时数：32其中：实训学时：16课外学时：0学分数：2适用专业：光信息科学与技术一、课程的性质、目的和任务《无源光器件设计（Rsoft）》是光信息科学与技术专业的一门重要的专业基础课程，是物理学专业的选修课。课程重点讲述如何使用Rsoft软件对无源光波导器件进行设计与仿真。通过本课程的学习，使学生了解和掌握无源光波导器件的基本工作原理，能够熟练使用Rsoft对光纤耦合器、光子晶体、分波器、光栅等进行设计，并对仿真结果进行理论分析。本课程的教学目标是让学生掌握无源光波导器件以及其他光电技术所需要的基本技能，为将来的实际应用打下基础。二、课程教学的基本要求（一）要求学生掌握Rsoft软件的基本操作。（二）要求熟练使用Rsoft对光纤耦合器、光子晶体、环路器、光栅等进行设计，并对仿真结果进行理论分析。三、课程的教学内容、重点和难点第一章Rsoft软件的介绍主要内容： Rsoft的安装。Rsoft界面介绍，以及Rsoft基本操作。光波导传输模型。重点：软件基本操作。难点：光波导传输模型。第二章光器件参数的设置主要内容：入射场的建立。偏振控制设置。输出显示设置。波导传输路径定义。路径传输监控。设计面板上的器件建模。计算模式的选择。重点：入射场的建立。偏振控制设置。输出显示设置。波导传输路径定义。难点：设计面板上的器件建模。计算模式的选择。第三章光纤耦合器主要内容：光纤耦合器的设计。耦合器耦合区的间隙与长度的优化。不同分光比的光纤耦合器的设计。重点：光纤耦合器的设计。难点：耦合器耦合区的间隙与长度的优化。第四章光子晶体主要内容：光子晶体的设计。模式场在光子晶体传输动力学。光子晶体光纤的设计。光纤晶体光纤耦合器的设计。重点：光子晶体的设计。难点：光纤晶体光纤耦合器的设计。 第五章分波器与光栅主要内容：分波器的设计。1×N分波器的扩展。光栅的设计。不同反射率光栅的设计。重点：分波器的设计。光栅的设计。难点：1×N分波器的扩展。不同反射率光栅的设计。四、课程各教学环节要求本课程将以课堂点评讲解与学生上机实验操作相结合的模式开展教学。课堂教学与上机操作的学时各占50%。其中，课堂教学环节将由教师重点介绍Rsoft软件的基本操作以及无源光波导器件的设计思路，学生则通过上机实验操作设计出不同的无源光波导器件，并对设计的器件进行仿真计算与理论分析。课程考核可采用书面闭卷考试、综合设计性作业或开卷小论文形式。五、学时分配章节主要内容各教学环节学时分配作业题量备注讲授实验讨论习题课外其它小计一Rsoft软件的介绍22二光器件参数的设置64106三光纤耦合器3364四光子晶体3364五分波器与光栅2682合计16163216六、课程与其它课程的联系《无源光器件设计（Rsoft）》需要有《波动光学》、《应用光学》、《大学物理》、《电磁场》、《光纤光学》等课程作为物理理论的基础，而该课程可为后续课程《光纤通信原理》、《科研训练》、《毕业设计（论文）》提供良好的光波导方面的知识和相关技能。七、教材与教学参考书（一）教材Rsoft设计小组.Rsoft手册.美国：.（二）教学参考书[1]范崇澄.导波光学.北京：北京理工大学出版社，1992。[2]徐森禄.光波导及其应用.杭州：浙江大学出版社，2001。[3][美]GovindP.Agrawal著，贾东方等译.非线性光纤光学原理及应用.北京：电子工业出版社，2002。[4]刘德明.光纤光学.北京：国防工业出版社，1995。[5]吴重庆.光波导理论