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[Eva]

利用FDE进行波导损耗仿真，更改边界条件为PML，设置不同的layers、sigma和kappa以及polynomial得到的损耗值总是不同的，同时当设置的仿真区域的范围发生改变时，损耗值也变化较大，请问如何确定得到损耗值的准确性？

[david]

这可能是仿真区范围不够大所致，建议您加大仿真区尺寸，同时使用mesh override直接指定网格尺寸，确保仿真区变化时，网格大小不会发生变化。

MoorEDA    David

[Eva]

您好，感谢您的回复，根据您的建议将仿真区域扩大至整个波导甚至更大范围，但是波导损耗仿真结果甚至显示是负数，同时更改其他边界条件设置，波导损耗也一直在变化并且波导损耗的值很小（10的-6~-9次方），不符合实际波导损耗的值。

[Eva]

提高仿真精度的方法除了细化网格，还有什么其他方式吗？

 

[david]

1.“波导损耗仿真结果甚至显示是负数，同时更改其他边界条件设置，波导损耗也一直在变化并且波导损耗的值很小（10的-6~-9次方），不符合实际波导损耗的值”，这是正常现象，对于无耗的波导系统，PML边界可能会引入很小的增益，换句话说您当前的波导近乎是没有损耗的，我们完全可以将如此小的增益归因于数值计算的误差。

2.“提高仿真精度的方法除了细化网格，还有什么其他方式吗？”，Lumerical旗下还有另一款模式求解器FEEM，其基于有限元算法，使用三角网格，对几何有更好的表征能力，对于不规则的波导结构可以使用FEEM来求解模式特性，精度会更高。不过总的来说，细化网格是提升精度最根本的方法。

MoorEDA David

[Eva]

您好，感谢这么快速的回复，1. 您所说的“对于无耗的波导系统”，“当前的波导近乎是没有损耗的”，但实际制造的波导似乎不应该是完全无损的，要仿真现实波导中的波导损耗请问该如何进行呢？以及放大仿真区域损耗变小基本可以忽略不计，但当仿真区域设置在波导纤芯附近时损耗为什么又增大了呢？

2.我也采用了FEEM进行波导损耗仿真，同样仿真损耗变化大的问题，同时我设置了波导的弯曲半径进行扫描，但是得到损耗值随弯曲半径的变化几乎不变，这与理论分析不符，请问这是怎么回事呢？感谢您的解答！

[david]

1.FDE中计算的损耗是不包含散射损耗的，因此当波导表面完全光滑、材料又没有吸收时，波导就应该近乎于没有损耗。

2."要仿真现实波导中的波导损耗请问该如何进行呢?"，你需要把波导表面的粗糙度建模出来，并且使网格能够分辨波导表面nm量级的起伏。

3."放大仿真区域损耗变小基本可以忽略不计，但当仿真区域设置在波导纤芯附近时损耗为什么又增大了呢?"，因为在边界处场还没有衰减到足够小，PML会对其造成吸收。

4."同时我设置了波导的弯曲半径进行扫描，但是得到损耗值随弯曲半径的变化几乎不变，这与理论分析不符，请问这是怎么回事呢?"，可能是弯曲半径变化的范围太小了。

[Eva]

感谢您的回复，我将进行相关尝试，再次感谢！

[Eva]

不好意思还有个问题，FEEM对弯曲半径求得的损耗是什么损耗呢？对于图片中FEEM的损耗结果设置的弯曲半径范围为5mm-30mm，看起来并不小

[david]

求的是波导的传输损耗+弯曲导致的辐射损耗。5mm-30mm？不知道您的波导是何种材料的，以Si为例，通常弯曲半径在~10um量级时，弯曲损耗才会比较明显，您设置的弯曲半径是否过大？

[Eva]

波导纤芯是Si，包层是SiO2，尝试在20um进行波导仿真，得到的损耗仍是几乎为0，请问这是怎么回事，或许FDTD对于损耗无法得到准确结果吗？