Photonics – Chinese

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关于Grating Coupler在复现文章仿真的问题

    • jiaqing.li
      Subscriber
      各位老师好 最近,我在尝试复现文章中的光栅耦合器仿真结果,这是文章:
    • Guilin Sun
      Ansys Employee
      边界条件或者光源设置木有问题! 当然可以增加仿真区增加PML厚度和距离,这些仅只是为了改善PML的反射,不会对结果造成很多影响。可以不考虑。 折射率差应该是主要问题。 在FDE分析的时候,你应该用Lambdac的波长计算2D模式折射率;你还可以对2D情况的有效折射率做收敛性测试: Analyzing Simulation Results - Convergence Testing  如果无法观看视频请告知。 在VarFDTD中, 请注意拟合一下等效折射率。 所以在前面的帖子中我说,文献很多时候并没有提供足够的信息。材料不同,结果一定不会相同。
    • jiaqing.li
      Subscriber
      Hi 孙博士@gsun   您好。   感谢您的回复。可是我任然觉得是仿真的设定哪里出了问题。因为,我给您讲的60%vs66%已经是最好的情况了。在260nm硅波导160nm刻蚀情况下(即图2粉色点)时,文章中的值为84%,但是仿真值仅有54%。所以,我很奇怪为什么相同的原理,差距会越来越大(换言之,在相同的波导情况下,光栅设计的最优点发生了漂移,但是所用原理与仿真软件却是相同的)。   所以,我在想会不会是边界条件或者光源设置有问题?但是,我光源用的是例子中的光源,是仿真的光纤出射后的状态。边界条件也全是PML,是适用的。现在的情况就是我不知道哪里可能会有问题,但是仿真结果却相去甚远。所以,还想请你帮我看看,我在仿真中,哪里可以再去提升下!   十分感谢!   祝好 家青
    • jiaqing.li
      Subscriber
      孙博士 @gsun   您好。我貌似找到了失配的原因:应该是等效折射率计算不一致,导致了光栅结构的变化。   在文章中,作者给出了最佳设计时的光栅参数,如Table 1所示:
      01.png
      我按照这个坐标信息复现后,发现其耦合效率随光源位置变化的曲线如图1所示
      02.png
      其最大值为77%,与文章的83%相比拟。 根据文章中的光栅坐标信息和数学公式计算,以第一个周期为例,可得
      05.png
      但是,我在MODE中的计算等效折射率的结果,无论是1D还是2D(其仿真结构如图2所示)
      06.png
      其结果为
      07.png
      均与文章所得的~2.83相去甚远,所以我想问题会不会是出在这里。如果是这样的话,请问我该如何修改,以获得更加准确的等效折射率分布?   在计算等效折射率时,使用的是Si的材料系统默认值。这是Si材料的Check信息
      08.png
      十分感谢您的解答!   祝好 家青
    • Guilin Sun
      Ansys Employee
      66% 与 60%在我看来已经非常接近,说明你的仿真没有什么问题。至于差别的来源,那可以就多了,常见原因参见 Ansys Insight: 我的仿真结果为什么与文献或实验结果不一致?
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