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[Guilin Sun]

Lumerical 的MODE 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）。在网页下面：MODE

点击 MODE Solutions Introductory Webinar (EN)，需要登陆。

波导结构频率域传播特性设计分析 EME

特征模式展开法EME利用切向场分量连续的特性进行分析计算，计算引擎的说明参见知识库中的介绍 ，入门教程参见模斑转换器实例 。其主要步骤是：

1：设置波导结构（几何形体和材料）。

2：设置仿真区和边界条件。 由于主要利用FDE计算模式，这两步可以参见前面FDE的说明

3：设置EME setup。此算法需要将不同截面的波导分为cell，直波导用一个cell足以，非直波导选择合适的cell个数（初步计算可以少些），并给出不同组的相对位置。一般来说，一个组（group）表示这个波导的功能是一样的，例如，输入直波导为一个组，楔形波导为第二组，后面的输出波导为一个组，cell个数分别为1 、19和1。模式个数根据需要给出。

4：运行， 点击Run，软件计算每个cell指定的模式个数（以及内部S参数），并保存，所以需要注意内存容量。一般来说，这一步最费时间。

5：添加适当的监视器，例如场分布监视器。不需要的话也可以不添加。

6：指定入射的模式和端口，可以双向、多模式入射。

7：点击“propagate”，软件会有一个小窗口弹出说明正在计算，它将每个cell的S参数用某种算法结合在一起，给出系统的S参数，以及计算监视器中记录的结果。

至此，设置和运行及完毕，接着用户需要查看输出的S参数，请参见知识库中的EME solver analysis 说明。也可以查看监视器中的数据。

注意：

1：开始仿真可用少一些的cell、粗一些的网格，以便快速得到一些结果诊断设置是否基本正确，特别是可以检查脚本是否能正常工作，并得到所需要的输出。

2：一般建议使用金属边界。至于与PML的差别，我们单独开一个帖子说明

3：如果用了较多的cell和比较细的网格，结果仍然不理想，可以诊断问题的根源，例如是不是模式仍然太少等。参见EME error diagnostics 的说明。

4：此方法也适用于一些无限周期结构，参见Bragg gratings 实例。

5：如果器件中间有些单元是重复的，也就是有限周期，此方法也可以充分利用其周期的特点简化计算。

6：如果cell中间位置的截面不变，也可以扫描器件的长度，例如Polarization converter