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[雨妍 姚]

您好，我想咨询以下问题

仿真中 我想使硅光波导和二氧化硅波导模场更好的耦合 所以在硅光波导上加上了倒锥形taper结构来放大模场

由于硅光波导尺寸小 加上硅衬底后 若想和二氧化硅波导整体仿真，仿真区域必定会涉及到硅衬底，由于硅光波导BOX层只有2um 则会有一部分Si衬底也能对接到二氧化硅波导芯

这样的情况下用EME仿真taper长度 我在EME设置中 三段仿真区域（硅光直波导10um、taper波导（420um）、SiO2波导（10um）） 参考官网中Edge Coupler案例 用FDE重新选取了正确的基模 

并且更改了port1、2选用了正确的模式

 

但仿真出来的cell只有两端直波导是正确的模式，光在taper中是在衬底中的，这是什么原因呢    是因为硅衬底对接到了二氧化硅波导芯吗

此外，在无衬底的情况下用EME仿真taper长度结果十分良好（长度超过350umT能达到0.97），但是采用FDE进行taper-SiO2波导端面的基模Overlap时只有0.66左右的能量耦合（且减小端面宽度 Overlap值变化也不大 只能达到0.68左右 这是合理的吗）

希望您能够解答我的问题，不胜感激！

[Guilin Sun]

确实存在这个问题。

你可以将左侧Port的模式作为输入而不是计算出模式，因此可以不把高折射率材料包含在仿真区。

另外就是仅包含高折射率材料越少越好。因为不像FDE那样可以选起始折射率，因此无法不从最高有效折射率算起。有的时候即使选择了起始折射率，也不一定就不包含Si模式，因为FDE实际是从一个范围找有效折射率。

还有一个办法就是将左侧和右侧1个CELL用FDTD仿真，把这个右侧Cell的监视器数据作为Port模式输入，仅用EME仿真右侧Tayper部分。或者用FDTD仿真得到右侧Cell不同的模式S参数，再用EME仿真单个模式输入时的S参数，最后将不同模式输入的结果用仿真的S参数做加权平均，这个方法需要更多的数学/物理分析。

[雨妍 姚]

非常感谢您的回复，但是我仍旧有些问题，希望能得到您的解答

“可以将左侧Port的模式作为输入而不是计算出模式，因此可以不把高折射率材料包含在仿真区。”

请问您这句话的意思是说仿真区域设置在SiO2波导处，端面处的port模式（也就是输入port1）直接选择从硅光taper处输出的模式吗？

如果是这样的话，和直接用FDE对taper-SiO2波导端面的左右两边模式进行Overlap有什么区别呢？

我分别尝试了将仿真区域设置在SiO2波导处，端面处的port模式（也就是输入port1）选择从硅光taper处输出的模式，此时令taper长度变化，EME仿真得到的S21^2（Abs^2）也就是T，几乎不发生改变，只有taper端面的宽度或者高度变化才有改变，也就是上面我提到的第二个问题，和用FDE进行Overlap的情况一样，

我本意上是想先优化taper长度，提高端面耦合效率，采用这种方法无法响应taper长度变化，该怎么办呢？

另外，我还尝试了只仿真taper部分，可是即使设置了EME和port的正确模式，仿真出来的模场依然在硅衬底里传输

是不是无法只采用MODE简单的完成我需要的仿真????

 

[Guilin Sun]

哪一侧包含高折射材料导致问题就在那里用其模式做输入。

优化Taper长度可以单独做，就是先用FDTD计算多少模式能注入Taper，然后用一两个主要模式做Taper优化即可。仿真Taper时就不要包含高折射率衬底了，因为它可能仅产生很小的损耗，但是给仿真带来极大可能。可以适当简化器件模型。