波導耦合
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-15
波導耦合的視頻教程
COMSOL光學與RF系列視頻
該系列視頻詳細講解了COMSOL中RF和光學的相關模型及應用，包括光子晶體、石墨烯、SPR、光波導、耦合器、光纖、太陽能電池等，透徹的講解了COMSOL射頻光學模型的思想與設置方法，同時講解了傳輸損耗、色散曲線、耦合長度、模式面積等的求解問題。講解過程中穿插不少COMSOL設置以及后處理技巧。
￥50 3小時56分鐘 1703播放
查看
波導耦合的實例教程
嗨親愛的小伙伴們再次碰面啦，鑒于近期大家主要對于耦合機理及耦合光源的要求比較高，在本期我所講述的model是基于七芯波導構建成波導耦合器的案例，從本案例的講述可以幫助大家對于模式耦合基本理念有一個較為基礎性的學習。那么下面跟隨我的腳步一起去探究一下吧~
全局變量設定（圖1）
在本模塊中，我們基于光波導傳輸的機理，選取的模塊為beamprop模塊，在設定的過程中由于當各個纖芯波導的間距減小的作用則會有光波導耦合的作用，在這里我們等價為雙層波導介質，即設定背景折射率為包層折射率。通過改變纖芯之間的尺寸大小以及纖芯的幾何尺寸大小進而產生模式耦合的作用。基本的設定如上圖1所示，在這里就不進行過多贅述了。詳情可翻看以往案例介紹。
圖2（七芯光纖波導耦合器幾何形狀）
由于光纖耦合器中在光纖直徑相對小，間距相對小的情況下，光能量的耦合作用最佳，所以我們針對于某個較為理想尺寸下的橫截面波導進行延展得以分析，三維結構幾何建模如上圖所示。再設定的過程中我們設定光纖纖芯直徑為4.4微米，纖芯與纖芯之間的橫向距離為d/2,縱向距離為d/2*1.732。
亦或者可以采用陣列的方式來進行操作，進而得到六邊形分布的七芯光波導陣列形式。
圖3 監測模擬配置
由于在監測過程中我們需要對每個纖芯波導進行實時監控，因此在檢測路徑中選取四種不同的檢測路徑，在包層環境背景折射率下以纖芯基本模式LP01模式作為監測光源進行配置，且其尺寸大小與纖芯波導尺寸大小相等。
圖4 激發光源配置
分析結構的激發光場及細節配置如上圖所示，同樣的道理我們設定以中間芯作為激光模式廣場的入射中心，并且以纖芯基模模式光作為入射光源得以進行分析。
展開 用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器
摘要 生成一個自定義探測器來計算一維周期結構的衍射效率，這是一個用戶定義范圍內入射方向的函數。根據效率，可以在定義的視場內評估衍射效率的平均值和對比度，并且可以用于定義優化函數以便進行可能的參數優化。
建模任務
任務：
生成探測器來評估給定視場（FOV）的波導耦合光柵的性能（平均效率，均勻性）。 探測器可用于分析透射或反射模式下的指定衍射級。
視場（FOV）的定義
調用傅里葉模態法（FMM）
使用探測器幫助瀏覽輸入參數 探測器結果的評估
作為結果，探測器會根據對特定衍射級次m作為一組平面波入射方向的函數的效率，來計算平均效率和均勻對比度。 均勻對比度(或誤差)由下式計算 計算值在VirtualLab Fusion的探測器結果中顯示。
矩形光柵的波導耦合分析 文件信息
展開 本期是Lumerical系列中無源器件專題-端面耦合器第二期。本期主要基于一種十字型異質多芯波導的端面耦合器進行詳盡分析，并通過Ansys Lumerical MODE模塊中的FDE Solver 和EME Solver，對波導的寬度和波導之間的距離以及劈尖波導的長度和相對位置進行優化，最終實現了與高數值孔徑光纖（HNAF）的高效率耦合。
背景介紹
隨著光芯片制造工藝中套刻技術的發展和三維波導制造工藝的不斷完善，多層波導的制造工藝需求逐步被滿足，目前越來越多的研究聚焦于高折射率、小截面尺寸的波導。其中 在光通信波段具有透明窗口和低溫度敏感性，且工藝與CMOS高度兼容，其在硅光體系中得到了廣泛的應用。 薄膜的沉積工藝和刻蝕工藝十分成熟，其折射率略大于 和SiON，它對光場的約束能力介于Si波導和 包層之間，因此成為基于高折射率、小截面尺寸波導的端面耦合器設計中最具潛力的材料之一。
2021年，Sun 等提出了采用5根 波導的端面耦合器結構，其與模場直徑為8.2 μm的光纖的耦合損耗達0.44 dB。傳統SOI波導一般位于芯片波導區的最底層，而在其設計中，底層的 波導低于SOI波導，使得制備難度很大。2022年，Liang等 采用對 包層進行高折射率摻雜以及對 包層進行深刻蝕的設計方式，實現了與標準單模光纖之間的耦合，耦合損耗同樣低于1 dB。2023年，Yu 和He 等人僅用1層 波導且不對 包層進行高折射率摻雜和深刻蝕的端面耦合器，分別在鈮酸鋰波導體系和三五族波導體系中完成了光纖耦合，其耦合損耗分別達到了0.75 dB和1.175 dB。而本期文章我們要分析的是一種基于十字型 波導的異質多芯SOI波導端面耦合器 ，實現了與高數值孔徑光纖（HNAF）的高效率耦合。
展開 光波導耦合分析
從集成光學到現代顯示技術，在如今各種應用中光波導結構起著重要作用。因此，所有基于光波導的應用中，將光耦合出或耦合入光波導是關注的問題。這些任務通常用衍射光柵實現，因為它們可以使用現代制造技術與光波導集成。在VirtualLab Fusion中，可以使用傅立葉模態法（FMM）嚴格計算耦合效率。例如，我們分析了幾個選定的傾斜光柵，模擬結果與文獻中的結果吻合地很好。 從文獻中選擇不同傾斜光柵幾何結構，具有不同傾斜角度、填充因子和調制深度。，用傅立葉模態法（FMM）計算衍射效率。
用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器
我們提供了一種自定義的探測器，可以在用戶定義的入射角范圍內計算光柵衍射效率，并給出效率的平均值和對比度。 了解更多信息，請發送郵件至：support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 016 - COMSOL光纖-銀納米線波導之間高效耦合（僅包含模型文件，26元）
基本介紹：
主要內容：根據發表在Nano Letters上的論文《Highly Efficient Interfacing of Guided Plasmons and Photons in Nanowires 作者：Xuewen Chen等》，重復了圖1；
基于COMSOL頻域求解，使用的軟件版本為COMSOL 5.3 (5.3.0.223)；
計算所需的內存：8 GB；
涉及的內容：全局參數、端口、完美匹配層、自定義網格、邊界模式分析、對數據集操作-旋轉、派生值-積分 等；
繪制了：軸向剖面上的瞬時磁場分布、橫截面上的磁場模式分布；
注意：本案例僅包含模型文件，沒有講解視頻，不附帶答疑指導。
包含的文件截圖：
詳細描述：
如上圖所示，將銀納米線（MW）和光纖（DF）端對端接觸在一起，模擬兩種情況下的耦合效率：（1）銀納米線上的表面等離激元波導耦合到光纖中；（2）光纖中的波導耦合到銀納米線上的等離激元
銀納米線和硅介質波導的半徑分別為164nm和342nm。波長為633nm。
在軟件中采用二維軸對稱進行模擬。
計算的內容和結果：
1、銀納米線→光纖的耦合。上圖：文獻中的結果；下圖：本案例的結果 ??
2、光纖→銀納米線的耦合。上圖：文獻中的結果；下圖：本案例的結果 ??
3、光纖中的模式(k)和銀納米線波導的模式(l)。左圖：文獻中的結果；右圖：本案例的結果 ??
再次提醒：本案例僅包含模型文件，沒有講解視頻，也不附帶答疑指導。
展開 
波導耦合的相關專題、標簽、搜索
波導耦合的最新內容
1.2 行業研發仿真痛點
衍射波導AR HUD跨尺度光學特性顯著，納米級光柵結構與宏觀鏡頭、風擋、波導結構相互耦合，研發過程面臨多重仿真難題：
跨尺度仿真割裂：納米光柵衍射特性與宏觀鏡頭光路無法同步建模分析；
多部件協同難：投影鏡頭、耦合光柵、光波導、車載風擋的光學匹配難以校驗；
真實場景適配弱：無法模擬日光干擾、環境路況、人眼實際視覺感知效果；
性能量化缺失：視場角
此外，光學仿真還可以幫助設計人員評估衍射光柵將光耦合到波導的效率，并展示了如何調控光的傳播方式，以適應后續波導的形狀和尺寸。與此同時，它們還可以對如何組合波前以形成特定圖樣進行建模。
矩形光柵通過固定方向的光柵矢量，將部分入射能量以m=+1級衍射形式耦合進入波導，并沿右眼方向傳播。由于矩形光柵并非100%衍射，因此仍保留一定比例的0級透射光。該0級光不會直接損耗，而是繼續沿原傳播方向在波導內部傳輸。
04/第二耦入結構
第二偶入結構位于眼側，采用傾斜光柵。
上海恒士達科技有限公司
地點： 線上
費用： 免費
發送報名信息至郵箱：training@hengstar.com （報名時請提供公司名稱，姓名，部門，職位，郵箱，手機）
5月26日 | Zemax模擬增強現實（AR）系統的全息波導
簡介：全息光波導是增強現實（AR）光學系統的核心傳輸與耦合組件，廣泛應用于AR眼鏡、頭戴顯示設備、近眼顯示等AR光學終端，其通過全息衍射元件實現光線高效耦合入波導
連續調制光柵區域光波導的優化
在下面的例子中，您可以看到這些工具中的一些發揮作用：
快速物理光學軟件VirtualLab Fusion通過其波導工具箱提供了一系列方便的工具，可在設計過程中幫助光學工程師。例如用于光柵結構配置的用戶友好的工作流程，用于光柵分析的嚴格傅里葉模態算法
單入射方向光波導耦合光柵的優化1個月前
[圖片]
? 定義一個理想的光柵，周期2μm，衍射效率為:
T0=10%
T+1=60%
T+2=10%
表面1區域： 打開-/+
表面2區域： 打開+/+
[包括T0、T+1、T+2衍射級次]
文檔信息
拓展閱讀
- 平板玻璃的非序列光線追跡分析
- 平面或曲面標準具的建模
- 統一多通道光波導外耦合光柵的優化
AR眼鏡成像案例分析
簡介
AR 眼鏡成像系統是實現虛實融合顯示的核心載體，由微顯示光機、衍射光波導、光柵耦合器等核心元件構成，其光學性能直接決定近眼顯示的清晰度、視場角與沉浸式體驗。
AR眼鏡成像案例分析
簡介
AR 眼鏡成像系統是實現虛實融合顯示的核心載體，由微顯示光機、衍射光波導、光柵耦合器等核心元件構成，其光學性能直接決定近眼顯示的清晰度、視場角與沉浸式體驗。
什么是波導？2個月前
使用波導的PIC組件有很多，其中包括：
分光器：將單個波導的光波分成兩個波導
耦合器：將來自兩個不同波導的光波耦合為單個波導
環形諧振器：由圓形或橢圓形組成，其可用作PIC上的濾波器或調制器
螺旋波導：延遲PIC上的信號
光柵耦合器：將光垂直耦合到PIC與光纖，可以輸入也可以輸出光信號
光開關：改變波導中的折射率，以控制光信號，并在PIC中引導光信號的路徑
