Photonics – Chinese

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Ansys Insight: MODE 初学者:关于varFDTD的工作原理问题

    • Guilin Sun
      Ansys Employee
      varFDTD里面有两个相关的设置,一个是Effective index里面的 polarization,另一个是模式光源里面的模式。这两个模式有什么联系?其工作原理应该如何理解?为什么有时间在光源里选Fundamental Mode反而不正确呢? MODE 软件是一款设计、分析、优化波导结构的优秀工具,它含有三个不同的计算引擎,即Solver。每个Solver都有一个专门的中文视频,请到官网中文视频网页 察看(共4个视频,第一个是简介,英语,其余是中文)。 优酷网视频 Lumerical官方Webinar:MODE Solutions简介与初级教程 1 [MODE Solutions varFDTD操作实例演示] (http://v.youku.com/v_show/id_XMTU0MjQ5MDEwNA==.html?from=y1.2-1-87.3.4-1.1-1-1-3-0 150) varFDTD主要用来仿真平面波导类器件,其工作原理参见这里 。为了方便大家,我将数学原理贴到这里: 第一种是变分法,将2D模式分解为两个1D,直接简化麦克斯韦方程求解。计算其等效折射率的方法是
       
    • Guilin Sun
      Ansys Employee
      Q&A: slab mode应该放在哪个位置? 只要它们的Z方向结构相同,放哪里都可以; 假如我的直波导和微环在z向结构不同怎么办? 在传播过程中偏振不变的情况下,如果这两个结构都支持相同的偏振模式,我个人建议,你可以先选模式光源所在的结构作为参考(绿线)来仿真。可能的话,用3DFDTD验证。因为没办法在微环上激发光源,只能由这一种选择。相反,如果两侧直波导结构不同,则可以分别测试。 test point是用来做什么的? 用来查验所在地方的等效折射率结果。 如果是宽光谱可以拟合。 应该如何选这些test points? 只需要在Z方向与参考点结构不同的结构上放参考点就足够了。像环型谐振腔这种情况,只需要一个参考点(绿线)、含特殊介质微环上一个点、以及衬底上一个点就足够了。相同结构放test point结果是重复的。 例子中都是放在了环的圆心,对称放置4个,不太明白 这个是任意放的,实际上仅需要一个test point在非波导芯的任意地方都可以。 缺省是4个test point,文件没有修改,也没有必要。 需要说明的是,用户可以修改这些点的位置,如果需要还可以增加,最多100个点。
    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      该帖子因为转移过程中出现问题,显示为乱码。在恢复之前,我简单总结一下:

      此方法将原本2D截面分解为两个1D截面,第一个在Z方向:

      根据分离变量方法分别计算不同地方的等效折射率,作为2D仿真的”材料折射率“。然后再根据这个折射率计算1D模式光源的有效折射率。

      此方法的目的是加快仿真,计算出来的电场磁场具有一定的精度,有的时候于3D仿真相当。但是不能保证有效折射率也是这样,甚至1D模式光源可能出现原2D截面不支持的模式,因此,除非你非常清楚是哪个模式作为光源的,一般不要自己手动选择。

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