Lumerical FDTD的案例
案例分享 | Lumotive使用Ansys Lumerical FDTD完成LCM仿真
這種靈活性對Lumotive很有吸引力，因為他們只有在研發(fā)周期的特定時間段內(nèi)需要使用大量計算資源，再加上Lumerical FDTD本身具有較高的靈活性，通過設(shè)置，允許用戶同時調(diào)用多臺服務(wù)器運行大規(guī)模的并行仿真，可極大加快仿真速度，同樣的成本也允許用戶在一臺服務(wù)器上通過運行更長時間來實現(xiàn)。
高性能Ansys Lumerical FDTD可與EC2實現(xiàn)無縫協(xié)作，幾分鐘即可啟動運算。啟動一個典型的FDTD仿真例子僅需簡單的幾個步驟，比如先創(chuàng)建虛擬私有云，再完成安全設(shè)置與許可證授權(quán)，最后定義一個啟動模板；另一個性價比高的解決方案是可以在沒有圖形界面的Amazon Linux上運行Ansys Lumerical FDTD engine，只需要把預(yù)備仿真文件存儲在S3中，可省去在云端來回的傳輸成本。因此，除了完整的Lumerical FDTD外，Lumerical提供的一種更靈活的“云計算授權(quán)包”（Cloud pack licenses）選項以方便云計算用戶，幫助用戶實現(xiàn)在關(guān)鍵設(shè)計周期降低成本且實現(xiàn)大規(guī)模計算的目標(biāo)。
通過借助Lumerical HPC解決方案，Lumotive快速通過AWS平臺實現(xiàn)了仿真設(shè)計目標(biāo)。Lumerical FDTD允許用戶將一項大型仿真任務(wù)采用分布式的方式，同時調(diào)用多個計算機核進(jìn)行仿真，可達(dá)到極高的并行運算水平。這種快速擴展使Lumotive能夠?qū)⑵湓O(shè)計時間縮短2-3個數(shù)量級，又完全不會降低其準(zhǔn)確性，經(jīng)過對比，此前在其工作站上運行仿真要耗費數(shù)小時，后來僅需幾分鐘就能完成。
此外，除了工作流程的改進(jìn)和仿真性能的優(yōu)化外，Lumerical Python API對于Lumotive后續(xù)多項獨立工藝參數(shù)及約束的設(shè)計優(yōu)化目標(biāo)也起到關(guān)鍵作用。
展開 Lumerical FDTD 仿真入門線上培訓(xùn)
本課程是為光學(xué)工程師與光學(xué)科研人員所設(shè)計，涵蓋以下內(nèi)容：
· 核心光學(xué)原理介紹
· 熟悉 Lumerical FDTD 用戶界面
· 學(xué)會 FDTD 仿真流程
· 了解掃描、優(yōu)化等 Lumerical 特色功能
· 學(xué)會基礎(chǔ)的腳本編寫與使用
· 了解 Lumerical FDTD 各種細(xì)節(jié)設(shè)置與相應(yīng)的物理含義
課前須知
a.需提前安裝好 Lumerical軟件;
b.提前了解一些基礎(chǔ)的波動光學(xué)和物理光學(xué)知識(光的偏振、衍射、麥克斯韋方程組等);
c.需要有一定的代碼基礎(chǔ)(最好是matlab)。
培訓(xùn)大綱
培訓(xùn)信息
主辦單位：武漢宇熠科技有限公司
主題：Ansys Lumerical FDTD 仿真入門
形式：線上培訓(xùn)
時間：2023年8月23日-24日(9:00-17:00)
費用：1980元/人
· 三人及以上組團報名可享受八折優(yōu)惠；
· 費用含培訓(xùn)、教材、發(fā)票和證書，其他費用自理；
· 發(fā)票統(tǒng)一開“培訓(xùn)服務(wù)費”。
報名方式：掃碼報名
展開 基于Lumerical FDTD的等離子體光子晶體分析
通過Lumerical FDTD軟件可以實現(xiàn)分析等立體光子晶體的各項參數(shù)對帶隙的影響。
目標(biāo)結(jié)構(gòu)：PPC方形柱體結(jié)構(gòu)
建模步驟：
1. 點擊Material控件，導(dǎo)入等離子體材料
2. 設(shè)置Plasma材料屬性；
3. 點擊Structure控件，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)散射體；
4. 設(shè)置光源，點擊Source控件選擇Plane wave光源。
5. 注意TM波和TE區(qū)別在于polarization angle一個為90，另一個為0；
6. 創(chuàng)建FDTD計算區(qū)域；
7. 對于二維光子晶體，在建模時散射體可以為三維，而計算區(qū)域設(shè)定為二維，三維或二維的設(shè)定取決于FDTD的維度屬性設(shè)置。
8. 插入監(jiān)控板，點擊Monitor下拉選擇下圖所示監(jiān)控板類型，設(shè)置監(jiān)控板屬性；
9. 創(chuàng)建剖分網(wǎng)格；
10. 點擊Check控件下拉選擇材料擬合；
11. 針對Plasma材料進(jìn)行對應(yīng)頻域的折射率實部和虛部的擬合；
后處理：
12. 最終透射率結(jié)果展現(xiàn)在監(jiān)控板中，點擊查看T結(jié)果，可以在對話框中導(dǎo)出相應(yīng)數(shù)據(jù)；
13. 選擇Expert to…輸出透射譜線，建議txt文件格式輸出數(shù)據(jù)。
最后，如果有FDTD仿真相關(guān)需求，歡迎通過微信公眾號聯(lián)系我們。
微信公眾號：320科技工作室。
展開 Lumerical FDTD設(shè)計超透鏡產(chǎn)生渦旋光束
本文基于Lumerical FDTD仿真平臺，設(shè)計了一種高效生成拓?fù)潆姾蓴?shù)可調(diào)的渦旋超透鏡。在設(shè)計原理上，通過幾何相位(PB相位)結(jié)合傳播相位聯(lián)合調(diào)控，利用二氧化鈦(TiO2)納米柱陣列對圓偏振入射光進(jìn)行相位延遲，構(gòu)建滿足螺旋相位因子的梯度相位分布(l為拓?fù)浜蓴?shù)，為方位角)。設(shè)計中采用FDTD全波仿真，優(yōu)化納米柱尺寸，實現(xiàn)0-2π連續(xù)相位覆蓋及高透射效率(>80%)。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計超透鏡在1um波長下可生成純度高于90% 的渦旋光束，最后分析超透鏡生成的渦旋光束的拓?fù)潆姾蓴?shù)是否符合理論設(shè)計。橫向尺寸僅為20μm×20μm。該文章為片上集成化OAM器件提供了新思路，可推動高容量光通信與緊湊量子系統(tǒng)的發(fā)展
1、渦旋超透鏡結(jié)構(gòu)示意圖
設(shè)計的渦旋超透鏡結(jié)構(gòu)示意圖如下：
超透鏡結(jié)構(gòu)示意圖
該渦旋超透鏡的工作參數(shù)一欄表格：
設(shè)計參數(shù)：
工作波長：1um
拓?fù)浜蓴?shù)：1
透鏡焦距：50um
透鏡半徑：10um
入射光：圓偏振光
2、渦旋超透鏡的工作原理：
渦旋超透鏡相位分布由螺旋相位因子與納米結(jié)構(gòu)局域相位調(diào)控共同決定。
展開 
客戶案例 | Ansys助力Lumotive將設(shè)計周期縮短兩到三個數(shù)量級
Lumerical在AWS EC2上的HPC解決方案
Lumotive考慮過多種HPC解決方案來加速大規(guī)模仿真，但最終他們決定采用由Ansys Lumerical FDTD提供支持的亞馬遜云科技（AWS）上的云解決方案。推動其做出該決定的因素包括：Lumerical FDTD的準(zhǔn)確性和運行時性能，以及其對HPC的適應(yīng)性和亞馬遜云解決方案的成本效益靈活性。
在Lumerical的支持下，Lumotive開發(fā)了一套定制工作流程，從而實現(xiàn)了其極具挑戰(zhàn)性的設(shè)計目標(biāo)。Lumotive的Python API是該定制流程的重要組成部分，可實現(xiàn)運行時可擴展性和互操作性，從而使Lumotive能夠利用優(yōu)化和后處理所需的開源工具。Lumotive的Prasad Iyer表示：“我們使用Ansys Lumerical FDTD、AWS和Python API設(shè)計了這種超表面，同時使其與CMOS制造公差兼容。”
AWS通過易于使用的Web界面，提供安全、可調(diào)整大小的計算能力。其提供了一種按需購買計算時間的便捷方式，用戶能夠訪問多個大型服務(wù)器，并且只需按實際使用的時間付費。這種靈活性對Lumotive而言很有吸引力，因為他們在開發(fā)周期的短時間內(nèi)就需要大量計算資源。此外，由于Lumerical FDTD具有較高的靈活性，因此用戶可以同時使用多個服務(wù)器運行大型仿真，從而大幅加快工作速度。于是，其成本與在一臺服務(wù)器上運行較長時間的成本相當(dāng)。
高性能Ansys Lumerical FDTD可與EC2無縫協(xié)作，并可在幾分鐘內(nèi)啟動。啟動典型的FDTD仿真只需幾個步驟，包括創(chuàng)建虛擬私有云、激活安全性和許可證管理，以及定義啟動模板。
展開 Ansys Lumerical 2025 R1的新功能
></p><ul><li>CPO信號完整性分析工作流程</li><li>Lumerical-Zemax具有多波長能力Metalens的工作流程</li><li>具有XY空間變化的Zemax OpticStudio LSWM插件</li></ul><p><strong>Ansys Lumerical FDTD的現(xiàn)代用戶界面</strong></p><p><strong>Ansys Lumerical FDTD的現(xiàn)代用戶界面</strong></p><ul><li>新的選項卡式工具條菜單：文件、視圖和設(shè)計選項卡包含常用工具，FDTD、RCWA和STACK求解器選項卡布局直觀。
展開 Lumerical FDTD采用腳本語言在計算過程更換材料數(shù)據(jù)
在Lumerical系列軟件做仿真計算過程，我們經(jīng)常會遇到要自定一些材料數(shù)據(jù)的，例如等離子振蕩模型，或者一些參數(shù)數(shù)據(jù)等等。這些數(shù)據(jù)的導(dǎo)入雖然不是很困難，但是要想在再導(dǎo)入之后修改修改材料參數(shù)，那就顯得非常麻煩了。因為這些數(shù)據(jù)每次都要導(dǎo)入，計算，循環(huán)往復(fù)。因此，本推文出于方便眾多Lumerical FDTD使用者，而編寫一個很方便更換材料數(shù)據(jù)的腳本。
那就讓我們以十分經(jīng)典的介電常數(shù)模型為例子：
這個數(shù)據(jù)模型顯得有點復(fù)雜，并且如果我們要對進(jìn)行參數(shù)掃描，那就非常困難了。
我們分析一些材料模型涉及的參數(shù)：
，, 。考慮到WS2是具有各項異性的，還需要考慮out-of-plane介電常數(shù):。到這里，WS2的介電常數(shù)已經(jīng)非常復(fù)雜了。但是，我們還需要考慮的變化對WS2光柵的影響。接下來，我們一步步分析這過程中如何用腳本編寫材料模型以及如何調(diào)用腳本定義新的材料數(shù)據(jù)模型。對WS2的材料模型進(jìn)行分析，在in-plane介電常數(shù)中與的線性均一致，而out-of-plane則保持在一個常數(shù)值
材料數(shù)據(jù)模型已經(jīng)證實沒有問題了，那接下就是如何設(shè)置定義材料模型并且導(dǎo)入數(shù)據(jù)。編寫導(dǎo)入材料的腳本（部分）
接下來使用這部分代碼做參數(shù)掃描，掃描范圍0-0.8，掃描點數(shù)800點，也就是換800次材料數(shù)據(jù)，這樣的工作量是手動操作完成不了的。因此，該方案能夠降低手動操作的頻次，提高機器參與的稱度，大大提高仿真效率。
如有需要，歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。
展開 Ansys 2026 R1 | Ansys Lumerical功能更新
Ansys Lumerical 2026 R1 三大核心功能
OptoCompiler&Lumerical
協(xié)同工作流
功能描述：
Synopsys OptoCompiler與Lumerical FDTD、MODE及Multiphysics之間的直接橋接
Lumerical INTERCONNECT求解器集成至Synopsys OptoCompiler
利用CML Compiler為PrimeSim生成光子VA模型
解決的問題：通光子器件設(shè)計
行業(yè)：電信、半導(dǎo)體、高科技
Synopsys/Ansys產(chǎn)品工作流：
Synopsys OptoCompiler，Lumerical FDTD，Lumerical MODE，Lumerical Multiphysics，Lumerical INTERCONNECT and Lumerical CML Compiler
目標(biāo)受眾：光電系統(tǒng)設(shè)計師、光子集成電路設(shè)計師、器件設(shè)計師
Sentaurus TCAD-Lumerical FDTD
工作流
功能描述：將TCAD中的精確結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Lumerical FDTD，運行光學(xué)仿真，隨后將FDTD結(jié)果導(dǎo)出至SDevice，用于CMOS圖像傳感器設(shè)計。
解決的問題：考慮刻蝕偏差及厚度變異性的幾何形狀一致性傳播，應(yīng)用于光學(xué)FDTD仿真及電-熱-光耦合。
展開 利用Lumerical FDTD探究隨機摻雜混凝土層對于毫米波的電磁響應(yīng)
本篇以摻雜混凝土層為例，利用FDTD的散射體介質(zhì)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)特定混凝土層中的隨機摻雜仿真，并探究墻體對于毫米波的透射影響。
1. 球形混合物摻雜混凝土層周期單元結(jié)構(gòu)示意圖
本例因球形混合物的分布是隨機的，故采用三維仿真結(jié)構(gòu)，利用Mesh order條件制造塊狀混凝土結(jié)構(gòu)中的混合物摻雜。本例將以部分墻體為結(jié)構(gòu)單元，在三維結(jié)構(gòu)的兩個維度上設(shè)置periodic周期條件，而在第三維邊界設(shè)置PML（空氣）條件，模擬毫米波由空氣中射向墻壁的情形。
2. FDTD區(qū)域邊界條件設(shè)置
添加完塊體混凝土結(jié)構(gòu)后，修改其mesh order值為5（也可以是任意大于2的整數(shù)）。在Lumerical FDTD軟件中，元素mesh order值默認(rèn)為2。軟件采用嵌套式結(jié)構(gòu)層實現(xiàn)材料的優(yōu)先級，數(shù)值越小，優(yōu)先級別越高。
3. 由于摻雜混合物需要嵌入混凝土層內(nèi)部，因而降低混凝土層優(yōu)先級
添加球形散射體作為摻雜混合物。點擊Components控件選擇More choices。。。
在結(jié)構(gòu)庫中選擇隨機顆粒結(jié)構(gòu)組件
雜質(zhì)體積濃度是首要考慮的因素。下表中展示了關(guān)于摻雜混合物的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置，通過修改幾何參數(shù)可以實現(xiàn)有目的的體積濃度設(shè)置。
4. Allow overlap 值置為0：不允許雜志顆粒有重疊
5. 針對不同墻體狀況，實現(xiàn)一種或多種混合物的同時摻雜
6. 單一摻雜下的毫米波透射譜線圖
總結(jié)：針對不同摻雜參數(shù)下的混凝土墻壁，FDTD軟件提供了可行可靠的電磁波分析方法，內(nèi)置的隨機散射體組建可以輕松實現(xiàn)不同雜志的隨機空間分布。
展開 Lumerical fdtd和charge聯(lián)合仿真電學(xué)可調(diào)諧的MOS結(jié)構(gòu)吸收器
其中MOS型結(jié)構(gòu)中加電壓前后載流子濃度變化引起的折射率變化如下公式:
在本文的例子中，我們先通過Lumerical Charge軟件仿真結(jié)構(gòu)的電學(xué)特性，外加電壓為正負(fù)5V，仿真ITO薄膜的載流子濃度隨外加電壓0V、5V、-5V載流子濃度的變化，由于載流子濃度的變化會導(dǎo)致薄膜等離子頻率的變化，因此會導(dǎo)致光譜的變化，所以把電學(xué)數(shù)據(jù)通過Lumerical FDTD軟件求解器件的光學(xué)性質(zhì)變化，證明電光開關(guān)的可行性。
通過在ITO薄膜上加載流子濃度的監(jiān)視器，可以得到ITO薄膜中的載流子濃度隨偏置電壓的變化，外加-5V電壓時，左側(cè)（ITO和TiO2交界處）形成載流子耗盡層，外加5V電壓時，形成載流子累積層。
圖2 ITO薄膜在外加電壓下的載流子濃度分布
對具有不同載流子濃度分布ITO薄膜的器件進(jìn)行反射率光譜仿真，外加偏振光斜入射，得到如圖3所示的光譜，可以證明MOS結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)電偏置的吸收調(diào)諧器。
圖3 MOS結(jié)構(gòu)在外加電壓下的光譜分布
為了更好地理解MOS器件吸收的性質(zhì)，我們模擬了TiO2和ITO薄膜的電場分布，如圖4所示，電場大部分局域在ITO和TiO2界面并且靠近ITO薄膜，說明ITO薄膜吸收了大部分的光強，導(dǎo)致在2.23um左右出現(xiàn)一個反射谷。
展開 基于Lumerical FDTD Solutions 2020計算WO3/W薄膜的反射率
本案例以WO3/W薄膜為例，介紹FDTD中反射率測量的主要過程。軟件版本為Lumerical的FDTD Solutions 2020a。
下面介紹主要步驟：
1. 導(dǎo)入材料
由于WO3材料在FDTD的材料庫中沒有內(nèi)置，需要自己查找并導(dǎo)入，對于一般材料可以從如下網(wǎng)站中查找相應(yīng)折射率：
http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/nk/
https://refractiveindex.info/
https://refractiveindex.info/
點擊Materials，
在彈出的窗口中，點擊Add，在彈出的選項框中選擇Sampled 3D data。
點擊Import，在Select File中選擇折射率文件，導(dǎo)入即可。
2. 添加結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)添加通過Structures添加，選擇Rectangle，添加WO3薄膜，
設(shè)置結(jié)構(gòu)參數(shù)，可根據(jù)圖中參數(shù)進(jìn)行修改，
材料選擇剛才導(dǎo)入的WO3。
其他兩項設(shè)置默認(rèn)即可，不用修改。
相同的思路，添加W層，WO3是在W上方，因此設(shè)置的時候Z方向的數(shù)值應(yīng)契合好。相關(guān)設(shè)置如下：
3. 設(shè)置FDTD Region
點擊Simulation，添加FDTD。由于是薄膜結(jié)構(gòu)，X和Y方向是無限延伸的，因此X，Y方向設(shè)置成周期性邊界條件，周期性邊界條件的情況下PML可以設(shè)置成steep
angle，以提高計算速度。
結(jié)構(gòu)尺寸上按需求設(shè)置，X，Y方向沒有特別要求，Z方向最小值應(yīng)設(shè)置在W層中，最大值在WO3上方，同時遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)至少半個波長。其他不需要特別修改，默認(rèn)即可。
4. 添加Mesh
點擊Simulation右方的下拉菜單，添加Mesh。建模設(shè)計過程沒有明顯的先后次序要求，Mesh什么時候設(shè)置都可以。
展開 
客戶案例 | Ansys與臺積電和微軟合作加速光子仿真
兩家公司共同通過Microsoft Azure NC A100v4系列虛擬機，將Ansys Lumerical FDTD光子仿真的速度提升了10倍以上，該虛擬機由基于Azure AI基礎(chǔ)架構(gòu)運行的NVIDIA加速計算提供支持。PIC是各個行業(yè)應(yīng)用不可或缺的重要組成部分，其應(yīng)用涵蓋數(shù)據(jù)通信、生物醫(yī)學(xué)工具、汽車激光雷達(dá)系統(tǒng)、人工智能等領(lǐng)域。</span></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(63, 63, 63);">硅PIC是一種能夠使數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶h(yuǎn)更快的光通信類型，對于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用至關(guān)重要。光子電路和電子電路的集成是一項艱巨的任務(wù)，需要精確的多物理場設(shè)計和制造技術(shù)。一個微小的失誤，就可能導(dǎo)致芯片內(nèi)部產(chǎn)生連續(xù)性挑戰(zhàn)，從而可能致使成本增加和項目延期達(dá)數(shù)月。</span></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(63, 63, 63);">為了應(yīng)對挑戰(zhàn)并充分發(fā)揮硅PIC的超帶寬功能，Ansys與臺積電展開合作，使用搭載了NVIDIA GPU的高效Azure虛擬機來加速Lumerical FDTD仿真。Azure NC A100v4虛擬機可在執(zhí)行仿真時，確定成本與性能相互平衡的最佳資源。此次合作的總體成果是，實現(xiàn)了無縫部署、通過圖形界面訪問和擴展分布式仿真，以及在云環(huán)境中對大型數(shù)據(jù)集進(jìn)行后處理。為了實現(xiàn)一致的端到端數(shù)字工程工作流程，Azure Virtual Desktop通過提供與本地桌面應(yīng)用程序相同的用戶體驗，達(dá)成了向云端的無縫過渡。
展開 一文了解CMOS圖像傳感器攝像頭的進(jìn)階設(shè)計方法
現(xiàn)在，有一種設(shè)計CMOS圖像傳感器攝像頭的進(jìn)階方法——通過Ansys Lumerical與Ansys SPEOS之間的互操作，工程師能夠設(shè)計包含宏觀透鏡和微觀傳感器的攝像頭系統(tǒng)，且優(yōu)化CMOS傳感器的效率。該工作流程能幫助工程師考慮真實照明條件，同時優(yōu)化CMOS圖像傳感器。
Ansys SPEOS可預(yù)測系統(tǒng)的照明和光學(xué)性能。SPEOS使工程師能在宏觀尺度上研究光與機械幾何結(jié)構(gòu)的相互作用，節(jié)省原型設(shè)計的時間與成本。
Ansys Lumerical提供納米光子仿真工具，讓用戶能在波長尺度上對光與幾何結(jié)構(gòu)的相互作用進(jìn)行建模，包括光學(xué)、電子和熱效應(yīng)。
SPEOS和Lumerical可以共享各種應(yīng)用的仿真信息，例如平視顯示器（HUD）、具有表面等離子體的系統(tǒng)、衍射光柵、發(fā)光結(jié)構(gòu)、表面和體積散射、衍射光學(xué)元件等。CMOS傳感器攝像頭的新工作流程是這個不斷增加的應(yīng)用列表中的新成員，結(jié)合SPEOS和Lumerical工具，Ansys為完整的光學(xué)系統(tǒng)提供了仿真解決方案。
在Ansys Lumerical FDTD（左）和Lumerical CHARGE（右）中建模的CMOS圖像傳感器
CMOS圖像傳感器攝像頭：
Ansys Lumerical FDTD可用于為CMOS圖像傳感器等納米光子器件的光學(xué)屬性建模。可得到的關(guān)鍵屬性包括：吸收光子的光學(xué)效率，以及襯底中的電子-空穴對生成速率。與Ansys Lumerical CHARGE耦合后，設(shè)計師能夠探索其他導(dǎo)入屬性，例如量子效率和串?dāng)_，這兩者都需要仿真電氣行為。Ansys Lumerical的FDTD和CHARGE可用于解決眾多設(shè)計難題，例如：背照式傳感器、光學(xué)和電子串?dāng)_的影響、微透鏡偏移或斜入射角幾何結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以及將彩色濾光片整合到復(fù)雜傳感器幾何結(jié)構(gòu)時的效果。
展開 024 – FDTD MIM波導(dǎo)雙微環(huán)諧振器（僅模型文件，40元） ￥40
024 – FDTD MIM波導(dǎo)雙微環(huán)諧振器（僅模型文件，40元）
基本介紹：
主要內(nèi)容：根據(jù)發(fā)表在Sensors上的論文《Plasmonic Multichannel Refractive Index Sensor Based on Subwavelength Tangent-Ring Metal–Insulator–Metal Waveguide，作者：Zicong Guo等》，用Lumerical FDTD重復(fù)了其中的Fig.2(b-d)、Fig.3(a) ；
基于Lumerical FDTD Solution求解，使用的軟件版本為Lumerical 2016a；
計算所需的內(nèi)存：1 GB；
涉及的內(nèi)容：2D-FDTD、MIM波導(dǎo)中平面光源的使用、場監(jiān)視器、透射率監(jiān)視器 等；
繪制了：透射率隨波長的變化關(guān)系、磁場分布、輸出光的相位響應(yīng)；
本案例僅包含模型文件，但有一個如何運行仿真的簡單說明。
包含的文件截圖：
詳細(xì)描述：
如上圖所示，在直通道 “金屬-介質(zhì)-金屬”（MIM）波導(dǎo)旁邊放置兩個微環(huán)。
直通道的寬度為 50 nm，微環(huán)的寬度為 20 nm，兩個微環(huán)的內(nèi)徑分別為 40 nm 和 60 nm。
研究波導(dǎo)中的光經(jīng)過微環(huán)后的透射率和相位變化。
計算的內(nèi)容和結(jié)果：
1、透射率。
展開 基于Lumerical構(gòu)建布拉格光柵濾波器
本教程基于Lumerical FDTD模塊，闡述如何構(gòu)建布拉格光柵濾波器，實現(xiàn)特定波段的光波的導(dǎo)通或截止，并計算濾波器帶寬。
一、建立布拉格光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
二、設(shè)置FDTD計算區(qū)域
根據(jù)光柵尺度調(diào)整FDTD區(qū)域大小。
**著重關(guān)注上圖FDTD計算邊界的定義，由于驗證傳播方向兩側(cè)對稱，可以設(shè)置Y軸方向?qū)ΨQ邊界條件，節(jié)省仿真時間。將方框中√去掉。將PML設(shè)置類型下拉框選擇為第一類型。
三、添加模式光源
重點關(guān)注紅色框中的光源設(shè)置。根據(jù)結(jié)構(gòu)和光源傳播方向設(shè)置注入模式光源的方向和模式類別。這里以基礎(chǔ)TE模式為例。注意右側(cè)可以提前描繪模式光的場圖，確認(rèn)場信息。
四、添加透射率反射率監(jiān)控板和時間監(jiān)控點。
注意時間監(jiān)控點分布在光柵首末位置，分別監(jiān)控流入流出的場強。
五、添加Q因子解析組
利用腳本語言編輯各監(jiān)控板和監(jiān)控點監(jiān)測到的數(shù)據(jù)根據(jù)物理模型計算濾波器的帶寬，震蕩周期，反射譜線，透射譜線等。
六、結(jié)果可視化輸出
光源波包
各共振模式震蕩周期圖
濾波器帶寬
反射譜
總結(jié)：以上闡述了基于Lumerical軟件FDTD模塊計算典型布拉格光柵濾波器的創(chuàng)建和仿真。利用Q因子腳本語言處理各監(jiān)控板和監(jiān)控點仿真得到的場數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)測量該濾波器的帶寬大小，和透射反射譜線等。該方法為光柵濾波器和光纖濾波器研究工作者提供了便捷的途徑。
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