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[wt065633]

怎么用有限差分计算模场，再用matlab计算交叠积分的方法计算耦合系数呢？ overlap analysis中的好像是功率耦合的系数唉，这里我搞不清楚该怎么做，请老师详细指点下

[Guilin Sun]

overlap analysis是功率耦合的系数;如果想要振幅耦合系数，可以用Port得到S参数，当然此时S参数的位相与光源和Port位置有关。

如果想用其它方法，你首先要知道计算的数学公式，再将需要的模场数据即FDTD计算的EH提取出来，参见

Ansys Insight: 几个简单实用的脚本Script命令：用于结果分析

Ansys Insight: 关于mode expansion监视器的使用和结果分析    限制有了Port,一般不需要模式分解监视器了.不够你可以了解一下,它计算的是振幅系数,需要进一步操作才能得到S.

[wt065633]

老师，我想用有限差分计算模场，

我在FDE中用先将wg2 disable，然后在Eigensolver Analysis用calculate mode计算出模式后导出wg1的数据。然后在禁用波导2，导出波导1的数据。如下图所示

然后在matlab中调用这两个文件，用公式来计算，我matlab跑的结果始终有问题，所以我想问下这样可行么

[Guilin Sun]

如果是FDE，可以把波导1 的计算结果送给GlobalDeck，右键点击一个模式就可以找到选项；再计算波导2 后可以直接做OVERLAP。

Matlab 需要先将结果插值为均匀网格，参见 

Ansys Insight: Matlab画图失真问题 （现在看不到，需要点时间更新）。

[wt065633]

孙老师，第一张图应该就是您说的意思吧，但是我看图中的overlap和power coupling在第二张图中的意思，感觉也不是我需要的用模场重叠积分计算得到的耦合系数啊(用耦合系数来计算耦合长度的)。麻烦您再看下，还有您说的

[Matlab 需要先将结果插值为均匀网格，参见 Ansys Insight: Matlab画图失真问题 （现在看不到，需要点时间更新）。]，我在matlab中调试代码遇到过这个，我现在确实看不到，还有其他参考么

[Guilin Sun]

这个帖子现在可以了 

Ansys Insight: Matlab画图失真问题

这个计算的是两个波导模式的OVERLAP，和功率耦合。

你的意思是计算场耦合系数？请参考这个例子 https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360042304694-Evanescent-waveguide-couplers

[wt065633]

对的，老师，我就是想计算场耦合系数，你发的这个例子Evanescent-waveguide-couplers，我看了，好像主要讲的是用有效折射率差来计算耦合长度啊，没讲场耦合系数吧。我虽然也需要耦合长度，但是我是想通过场耦合系数来计算耦合长度。

[Guilin Sun]

这个例子是100%耦合。你可能需要想一想你需要的耦合系数在哪里显示出来，有什么表示式，仅仅一个概念无法入手。

[wt065633]

老师，kappa公式如下所示

• 我在FDE中用先将wg2 disable，然后在Eigensolver Analysis用calculate mode计算出模式后导出wg1的数据。然后在禁用波导2，导出波导1的数据。如下图所示

  然后在matlab中调用这两个文件，用公式代码来计算，但我在matlab跑的结果始终有问题，所以我想问下是不是我导出的模场数据有问题，如若不对那我该怎么做呢，请老师指点下

我在FDE中用先将wg2 disable，然后在Eigensolver Analysis用calculate mode计算出模式后导出wg1的数据。然后在禁用波导2，导出波导1的数据。如下图所示

然后在matlab中调用这两个文件，用公式代码来计算，但我在matlab跑的结果始终有问题，所以我想问下是不是我导出的模场数据有问题，如若不对那我该怎么做呢，请老师指点下

[Guilin Sun]

"结果始终有问题"，什么问题？没有具体问题我无法回答。仿真给了你合适的模式数据，经过合理网格均匀化后再导入第三方软件，至于为何出问题你可能需要自己找找原因。

另外，这个表示式很可能是弱波导的情况，是否适合你的波导需要斟酌。

[wt065633]

 

老师，我是通过L=pi/2kappa来计算耦合长度的，但是我matlab代码跑的结果kappa太小了（我在FDE中仿真的耦合长度为38um，matlab跑的结果都是10的7次方了）。（FDE solver官网说的这个），不知道和这个有没有关系，我在想公式中应该用未归一化的电场吧。

我设置的是波导1是-0.6um到-0.1um，波导2是0.1um到0.6um，高都是0到0.22um，波导是si，背景材料是sio2。间隙为0.2um，我只考虑了弱耦合的情况，弱波导的话，我要想一下。

合理网格均匀化———我设置了mesh为10nm×10nm×10nm，还有其他需要注意的么

 

[Guilin Sun]

overlap 计算是场的振幅无关，你看看表示式；

弱耦合的耦合系数一定很小，我估计overlap 进一步减小了这个数值，对吧，你不乘它算算。它这个公式我认为并没有什么物理原理支撑，可能对它们的情况适合。发表的文章不一定是普适的。如果你觉得这个公式非常合理，适合你的要求，你是需要优化这个间距的。我看这个图好像是很早的参考文献，是弱波导情况吧？你的波导什么材料？是同样波导吗？

你可能需要琢磨一下。

[wt065633]

overlap 计算是场的振幅无关，你看看表示式；

弱耦合的耦合系数一定很小，我估计overlap 进一步减小了这个数值，对吧，你不乘它算算。————老师，您这段话没明白您的意思，然后公式的话，我使用下面这个式子（我用图中下面简化后的式子能算出靠谱的kappa及耦合长度，但是因为矩形波导没有解析解么，我还是想用上面用模场来算kappa的公式），但是我用图中上面的公式，matlab算的kappa还是不对，。波导设置如下，（弱波导，弱耦合）。这边我不太理解，我在想会不会是从FDE中导出的数据归一化后的，导致matlab算的kappa不对和特别小呢？如果我想导出没有归一化后的数据该怎么做呢？

[Guilin Sun]

你仔细看看这些推到是不是根据第一原理推导的，还是人为的修正。具体需要你自己考虑，你觉得书本理论正确，最好再看看其它例子，看看别的参考文献是否也用这个公式计算并有仿真或者测量结果。

从FDE中导出的数据归一化会不会导致结果出问题？你看看第一次的公式，分子分母都有场量，你把场线性增加m倍，结果不变；但是你第二个，即上面的公式，没有分母，这时结果就随场大小而变。

FDE计算的模式场一般都归化为最大场为1.你考虑一下不归化，什么样的数值合适？

这些不是仿真出问题，而是如何理解和应用书本知识于仿真中。我没有发现FDE计算的模式有什么错误，你即使使用更小的网格，把间隔设置为整数网格，对计算的场不应该有多大变化，不过你可以试一下。

另外，你直接在FDE计算的OVERLAP 是多少？你也可以用实际波导FDTD仿真看看耦合系数，当然这是另外的话题了。