2.2 Ansys Lumerical FDTD/RCWA：亞波長光柵設計 聚焦納米級表面浮雕光柵仿真建模，是衍射波導核心器件設計關鍵： 采用嚴格耦合波分析（RCWA）與時域有限差分（FDTD）求解器，建模輸入、輸出耦合光柵衍射特性； 優(yōu)化光柵核心參數(shù)，適配530nm基準波長、1.52折射率波導材料； 導出JSON光柵數(shù)據文件與.sop插件文件，以表面屬性形式接入Speos

衍射分束器 衍射分束器是將入射光光束分成多個光束輸出或衍射級次的光柵。每個輸出光束都保留與輸入光束相同的光學特性。這類器件通常用于激光等設備中的單色光，并針對特定的波長和衍射角進行設計。 衍射分束器的仿真 衍射光束整形器 衍射光束整形器會改變具有高斯強度分布的激光光束的相位分布和強度，也就是說，光束的亮度在中心最強，向邊緣平滑遞減，呈現(xiàn)出曲線分布。

實施方法：在Ansys Mechanical結構有限元分析軟件中初始化Joint Finder后，在SDC Verifier中運行Beam Member Finder，以按方向對梁進行分段，并且運行Weld Finder，以識別模型中的焊縫。上述每個工具都提供可自定義的幾何結構、載荷、約束和有限元分析（FEA）模型選擇設置，使您能夠調整選項，以減少識別時間，并確保準確高效地準備分析模型。

關于該求解器對象的更多細節(jié)，可參見這篇文章：RCWA Solver - Simulation Object – Ansys Optics。 對這個 .fsp 文件的最后一項要求是：必須定義一個 RCWA 區(qū)域。該區(qū)域可通過點擊 “Simulation > Add RCWA” 來添加。

為解決這一問題，行業(yè)內先后提出多種優(yōu)化方案：如對稱雙目波導系統(tǒng)、分區(qū)域設計衍射效率光柵、考慮多視場的衍射效率優(yōu)化等。但這些方案均存在明顯短板：部分方案僅優(yōu)化中心視場，邊緣視場均勻性不佳；部分方案需迭代計算衍射效率分布，計算效率低下；還有部分方案要求設計復雜的光柵子結構，大幅提升了制造難度，難以實現(xiàn)產業(yè)化應用。

主任研發(fā)工程師</strong></p><p>LS-PrePost軟件大連分公司技術主管，2008年碩士畢業(yè)于大連理工大學計算力學專業(yè)，后一直從事LS-PrePost的研發(fā)和技術支持工作，具有豐富的LS-PrePost開發(fā)和使用經驗。

Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以“一期一會”的形式，攜手各領域專家，圍繞Ansys全產品線的技術優(yōu)勢，帶您深入解析流體、結構、電子設計及電磁仿真、光學、光子學、半導體、自動駕駛、汽車、聲學、航空航天、材料等多個關鍵領域，讓復雜的專業(yè)知識觸手可及。

材料模型及多組分輸運增強：新增多種密度、比熱、動力粘度及熱導率模型，覆蓋理想氣體、多項式、分段線性等工程常用形式。完善混合規(guī)則與組分質量擴散模型，新增熱擴散支持，強化燃燒、污染物擴散等復雜物理場的耦合求解能力。 DPM模型及VOF優(yōu)化：支持拉格朗日顆粒軌跡計算，可模擬噴霧、顆粒分離、氣力輸送等工程問題。

圖6：馬赫-曾德爾型調制器的基本結構 2)基本原理： 當入射光從輸入端輸入，經過一個Y分支結構的3 dB分束器后，被分成功率相等的兩束光，并分別進入兩個調制臂中。由于兩條調制臂是對稱的，在無外加電壓的情況下，兩束光的相位相同，在合束器匯合時無相位差。

本期是Lumerical系列中無源器件專題——復用器件的設計與仿真，主要涉及到波分復用器件、模分復用器件以及基于二者的混合復用器件。我們將會從復用器件的應用背景、基本原理、常見結構以及性能參數(shù)等部分進行講解，并使用Ansys Lumerical FDTD或者MODE模塊進行仿真設計。接下來將從復用器件的基本概念開始。