Ansys Assistant will be unavailable on the Learning Forum starting January 30. An upgraded version is coming soon. We apologize for any inconvenience and appreciate your patience. Stay tuned for updates.
Photonics – Chinese

Photonics – Chinese

Topics related to Lumerical and more, in Chinese language.

关于FEEM弯曲波导损耗仿真的问题。

    • Eva021
      Subscriber

      您好,想请教一下关于弯曲波导的损耗仿真的问题!

      在FDTD中对于一个90°的弯曲波导的仿真,当弯曲半径超过30um之后就需要很大的运行内存了,而且还消耗很多时间。因此考虑使用FEEM对弯曲波导进行仿真,参照这个帖子中的实例进行Bent Waveguide (FEEM) – Ansys Optics。下载官网的案例文件,按照官网的步骤确实可以产生如案例上一样的结果,但是当我将波导结构的相关参数改成我需要的波导结构与材料之后,仿真结果就开始出现问题了。首先是当仿真弯曲波导时,即使像案例中那样设置了PML边界条件,输出的损耗仍然是0,并且画出的模场分布图也很奇怪。

      直波导时的模场分布:

      弯曲时的损耗输出,此时边界条件已经设置为PML。

      弯曲时的模场分布,大部分为图示差不多的样子。

      有正常一点的,应该是TE0模。

      但是只有一个正常的。按道理来说,这个多模波导的弯曲时的模场分布也不应该是最上面那个不正常的情况,请问出现这两种情况(①损耗为0;②模场分布很奇怪)的原因是什么呢?

      ③还有对于多模弯曲波导我想要研究模式间的串扰,应该如何实现呢?我看了相关论文,他们采用FDTD进行仿真,但是可以实现弯曲半径为几百um的情况下的串扰分析,对于我的运行内存不够的情况,是否有什么可以采用更少运行内存的方法实现呢?是否有相关帖子可以给我参考一下呢?

      期待并感谢您的回答!

      祝,一切顺利!

    • GuanYo Dong
      Subscriber

      你好

      但是目前看起來您的模式跑到基板去了,猜測是彎波導填寫的n值跟基板接近,
      或是波導寬度相對波長比較小,在波導區域沒有求解出模式。
      但很抱歉就目前提供的信息我猜不出切確原因,仿真不正確可能跟網格,材料,邊界,波長跟尺寸都很有關係


      這裡的串擾,是說原本兩個光路,但是在光路距離近的時候,光源的電場互相影響的現象嗎?
      如果要使用內存小一些,但是又大型的仿真,用Lumerical MODE中的VarFDTD 求解器可以參考一下
      VarFDTD算是有些2D的假設在其中,但是對模型有一些限制,得在整個光路中厚度方向材料堆疊不變,
      並且可能準確度沒有那麼高,但應該比2D模型準確,
      Ring resonator getting started - Design and initial simulation – Ansys Optics  這個案例有說明FDTD跟VarFDTD的一些差異。

      莎益博 董冠佑

    • Eva021
      Subscriber

      您好:

      这是我仿真的波导结构以及仿真区域设置。在弯曲仿真区域的弯曲外侧设置为PML。

      关于③中描述的串扰,对于多模波导,在波导弯曲时高阶模可能会发生模式转换。如何仿真在弯曲波导中输入为TE0模输出端观察输出端TE0、TE1、TE2等模式的输出情况,例如功率。
      进而得到模式串扰的相关分析。

      考虑采用var FDTD,但是在var FDTD中的监视器的输出是一维的,是否会对计算结果有影响呢?下面图片为我所查阅的文献中关于模间串扰的描述。

      感谢您的解答。

      祝一切顺利!

    • GuanYo Dong
      Subscriber

      你好

      确实模式跑到基板了,我们求解区域不要框到基板,或是改变求解的等效折射率看看

       

      https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360034396374-EME-solver-ports-Simulation-object EME求解器也有port 物件,你参考一下,在入口端给TE0,出口端选你关心的模式,就知道有多少能量转换成你关心的模式了

       

      莎益博 董冠佑

    • Eva021
      Subscriber

       

      您好:

      根据您的建议我对求解区域进行了更改,在弯曲半径为10um的情况下,仿真结果如下图所示,仍然有两个问题:①利用FEEM(2.94888)求解得到的该模式的折射率和FDE(2.827865)求解器在相同弯曲半径下得到的折射率不一样,相对误差也太大了,对于这种情况以什么为准呢?以及为什么会出现如此大的差异?②对于这个损耗值仍然为0,对于弯曲波导的损耗求解究竟该如何仿真进行呢?

       

      同时对于您给出的建议,对于我所提出的串扰仿真的问题考虑使用EME求解器,但是似乎对于弯曲波导来说EME求解器是不适用的,其仅提供左右两侧的端口。

       

    • GuanYo Dong
      Subscriber

      你好

      兩種方法框選的範圍一樣嗎?
      網格有沒有進行收斂測試呢?
      接近的等校折射率是否設定相同呢?

      兩種算法網格不同,抓取到的材料分布可能不同,因此我們需要收斂到一定的程度才比較好比對
      收斂了才知道現在算的損耗是否正確

      關於EME仿真彎曲波導,我剛剛自己測試只能彎到85度,(port可以轉方向的)


      Using the EME solver to simulate and optimize waveguide bends – Ansys Optics  
      其中有提到bend ,
      他可以用兩個90度的bend把波導又改回左右端口,那我們可以說這樣loss兩次(一樣的結構走兩次)
      除以2來看單一次轉90度的損耗嗎?

      莎益博 董冠佑

Viewing 5 reply threads
  • You must be logged in to reply to this topic.
[bingo_chatbox]