Ansys Lumerical作為業(yè)界領(lǐng)先的光子學(xué)解決方案，擁有完善的Component Level及Circuit Level仿真能力。FDTD被譽(yù)為微納光子器件仿真的黃金標(biāo)準(zhǔn)；MODE是面向平面光波導(dǎo)類器件開(kāi)發(fā)的瑞士軍刀；CHARGE求解載流子的漂移擴(kuò)散方程和泊松方程，能夠精確模擬半導(dǎo)體器件中的電學(xué)特性；HEAT則專注于器件熱效應(yīng)的分析，能夠準(zhǔn)確計(jì)算電致發(fā)熱或光吸收引起的溫升；INTERCONNECT作為線路級(jí)仿真工具，可對(duì)整個(gè)光子集成電路系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域及頻域分析。

該內(nèi)容涵蓋FDTD、MODE、CHARGE、HEAT、INTERCONNECT五大仿真工具，內(nèi)容覆蓋基礎(chǔ)原理講解到復(fù)雜器件設(shè)計(jì)。無(wú)源環(huán)節(jié)不僅包括功率分束器、起偏器、偏振旋轉(zhuǎn)分束器、濾波器等多種無(wú)源光子器件，還包含常用的逆向設(shè)計(jì)算法，適用于硅基、鈮酸鋰等多種材料體系，可有效助力學(xué)員掌握無(wú)源光子器件設(shè)計(jì)技能。有源環(huán)節(jié)不僅包括電相移器、微環(huán)調(diào)制器、馬赫曾德行波調(diào)制器、垂直光電探測(cè)器、熱調(diào)諧波導(dǎo)等多種有源光子器件，還包含波分復(fù)用、PAM4收發(fā)等完整的PIC系統(tǒng)，可大大提升學(xué)員設(shè)計(jì)復(fù)雜光子集成電路系統(tǒng)的能力。

大綱：

1.計(jì)算電磁學(xué)常用數(shù)值方法(FDTD、FEM、MOM)簡(jiǎn)要介紹

2.FDTD基本原理簡(jiǎn)要介紹

3.FDTD人機(jī)交互界面介紹

3.1 主窗口布局及組件介紹

3.2 菜單欄與工具欄介紹

3.3 模型樹(shù)與物件庫(kù)(結(jié)構(gòu)組、分析組)介紹

3.4 腳本提示與腳本編輯窗口實(shí)踐

4.FDTD上手實(shí)操

4.1 材料庫(kù)與數(shù)據(jù)導(dǎo)入

4.2 基本幾何形體的使用

4.3 激勵(lì)光源的選擇

4.4 仿真區(qū)大小及網(wǎng)格劃分策略

4.5 監(jiān)視器的使用

4.6 計(jì)算資源配置與材料擬合

4.7 結(jié)果分析與Visualizer使用

5.Lumerical腳本命令介紹

5.1 Adding objects命令介紹

5.2 Manipulating objects命令介紹

5.3 Material database命令介紹

5.4 Running simulations命令介紹

5.5 Accessing data命令介紹

5.6 Analyzing data命令介紹

5.7 Visualizing data命令介紹

6.MODE模塊介紹

6.1 FDE solver介紹

6.2 varFDTD solver介紹

6.3 EME solver介紹

6.4 三大求解器的對(duì)比與選擇

7.FDE solver分析窗口各項(xiàng)設(shè)置詳細(xì)介紹

7.1 模式有效折射率掃描案例實(shí)操

8.varFDTD solver各項(xiàng)設(shè)置詳細(xì)介紹

8.1 非對(duì)稱定向耦合器案例實(shí)操

9.EME solver分析窗口各項(xiàng)設(shè)置詳細(xì)介紹

9.1  線性錐形波導(dǎo)案例實(shí)操

10.案例實(shí)操

10.1  Silicon-on-insulator上任意分束比的超寬帶片上功率分束器

10.2  基于一維光子晶體納米孔陣列的多波段全硅TM-pass起偏器

10.3  基于多模干涉的薄膜鈮酸鋰偏振旋轉(zhuǎn)分束器

11.案例實(shí)操

11.1  基于亞微米諧振器的超大自由光譜范圍的分插光學(xué)濾波器

11.2  利用逆向設(shè)計(jì)算法優(yōu)化基于絕熱耦合器的超緊湊硅基模分（解）復(fù)用器

11.3  用于超寬帶高消光比偏振分束器的硅基多模反對(duì)稱切趾布拉格光柵

12. Multiphysics（CHARGE+HEAT）GUI窗口介紹

12.1 工具欄窗口介紹

12.2 CAD 窗口介紹

13. Multiphysics（CHARGE+HEAT）材料數(shù)據(jù)庫(kù)介紹

13.1   添加內(nèi)置材料至工程文件介紹

13.2   查看材料數(shù)據(jù)介 紹

13.3 創(chuàng)建及修改材料特性介紹

14. Multiphysics（CHARGE+HEAT）仿真區(qū)及求解器設(shè)置介紹

14.1   仿真區(qū)設(shè)置介紹

14.2 求解器設(shè)置介紹

- 求解器模式選擇

- 網(wǎng)格尺寸設(shè)置

- 求解器類型選擇及收斂控制

15. Multiphysics（CHARGE+HEAT）摻雜設(shè)置介紹

15.1 Constant 摻雜介紹

15.2 Diffusion 摻雜介紹

15.3 Implant 摻雜介紹

16. Multiphysics（CHARGE+HEAT）邊界條件介紹

16.1   Electrical 邊界條件介紹

16.2 Surface Recombination/Surface Charge Density 邊界條件介紹

16.3 熱邊界條件介紹

17. Multiphysics（CHARGE+HEAT）監(jiān)視器設(shè)置介紹

17.1   Charge  監(jiān)視器介紹

17.2   Electric  監(jiān)視器介紹

17.3   Band  監(jiān)視器介紹

17.4 Temperature 監(jiān)視器介紹

18. PN簡(jiǎn)單案例上手實(shí)操

19. 案例講解

19.1 CHARGE

- PN depletion phase shifter – Ansys Optics

- Ring Modulator – Ansys Optics

- Traveling Wave Mach-Zehnder Modulator – Ansys Optics

- Vertical photodetector – Ansys Optics

19.2  HEAT

- Transient heat flow in a graphene-coated glass – Ansys Optics

- Thermally tuned waveguide (FDE) – Ansys Optics

20. Interconnect GUI窗口介紹

20.1 元件庫(kù)介紹

20.2 Schematic 窗口介紹

21. Interconnect時(shí)域仿真和頻域仿真介紹

21.1 Frequency domain 仿真介紹

21.2 Time domain 仿真介紹

21.3 Sample Rate 設(shè)置介紹

22. 案例講解

22.1 Interconnect

- Ring modulator time domain (INTERCONNECT) – Ansys Optics

- Optical PAM4 transceiver – Ansys Optics

- Wavelength division multiplexing – Ansys Optics

23. 交流答疑

適合人群

* 光學(xué)、物理、材料、電子等相關(guān)專業(yè)學(xué)生

* 光學(xué)器件設(shè)計(jì)工程師

* 希望掌握Lumerical工具的科研人員