ansys耦合面三維的案例
Ansys Lumerical | 通過微透鏡和端面耦合器將光纖與光子芯片耦合
附件下載
聯(lián)系工作人員獲取附件
在本案例中，我們演示了使用微透鏡和端面耦合器進(jìn)行光纖到光子芯片的耦合。我們引入 Zemax OpticStudio以解決實(shí)際錯(cuò)位情況下通過微光學(xué)元件的傳播問題。作為演示，我們?cè)谡l件下通過各個(gè)步驟查看功率損耗，然后進(jìn)行非理想情況、自定義選項(xiàng)和復(fù)雜的公差研究。我們將討論影響仿真精度的重要模型設(shè)置；然后提供有關(guān)如何分析不同對(duì)準(zhǔn)場(chǎng)景或使用自定義光學(xué)元件的指南。
概述
在光子學(xué)中，將信號(hào)耦合到芯片是一項(xiàng)獨(dú)特的挑戰(zhàn)，需要精確對(duì)準(zhǔn)和復(fù)雜的封裝。鑒于耦合性能對(duì)芯片的功能至關(guān)重要，因此這種設(shè)計(jì)因?yàn)楫a(chǎn)量損失、過度設(shè)計(jì)和額外的加工/封裝費(fèi)用占技術(shù)成本的很大一部分也就不足為奇了。隨著行業(yè)趨勢(shì)朝著 3D 集成電路內(nèi)共封裝光學(xué)器件的方向發(fā)展，開發(fā)工作流程以準(zhǔn)確模擬可靠性并做出經(jīng)濟(jì)可行的設(shè)計(jì)決策變得勢(shì)在必行。
雖然尚無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但耦合是通過光柵耦合器、衰減耦合器或端面耦合器等標(biāo)準(zhǔn)器件實(shí)現(xiàn)的。端面耦合器是制造在芯片邊緣的，將光纖靠近芯片邊緣，并采用大尺寸模斑轉(zhuǎn)換器（SSC）將較大的光纖模式絕熱轉(zhuǎn)換為波導(dǎo)模式。雖然這些器件在放置位置和尺寸方面存在限制，但它們可以提供寬帶、偏振不敏感性和低插入損耗（IL）。本征模展開法（EME）是一種沿傳播軸分析導(dǎo)模光學(xué)有效且準(zhǔn)確的方法，非常適合高效仿真SSC器件，而這些器件通常對(duì)于FDTD來說太大了。
假設(shè)光纖和SSC之間完美接觸和對(duì)準(zhǔn)，這在考慮IL時(shí)是合理的；但這沒法分析錯(cuò)位的容差，也無助于設(shè)計(jì)在制造/封裝變化下穩(wěn)健的系統(tǒng)。為此，我們拓展了結(jié)合Zemax的物理光學(xué)傳播（POP）工具的方法，以可靠地仿真錯(cuò)位并分析更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)。
步驟1：Lumerical MODE 中的光纖分析（可選）
使用FDE求解器求解光纖的模式，并通過.ZBF格式將模場(chǎng)導(dǎo)出到OpticStudio。
展開 ANSYS提取具體三維單元的體積，面元的面積和線的長度
在ANSYS中，能提取具體三維單元的體積，面元的面積和線的長度。
如：*GET,E_VOLUME,ELEM,10,VOLU 為提取編號(hào)為10的單元的體積
*GET,a_area,AREA,50,AREA 為提取編號(hào)為50的面元的面積
*GET,l_length,LINE,100,LENG 為提取編號(hào)為100的線的長度
以上對(duì)應(yīng)的GUI操作： Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data 如果要一次性提取多個(gè)元素的相關(guān)參數(shù)，可以用命令 *VGET, ParR, Entity, ENTNUM, Item1, IT1NUM, Item2, IT2NUM, KLOOP 對(duì)應(yīng)GUI操作：Utility Menu>Parameters>Get Array Data
輸入命令 alist,p 出選項(xiàng)框，選你要看的那個(gè)面積，提取選中的單元面積。
*cfopen,'area','txt',
*GET,MaxEleNum,ELEM,,NUM,MAX
*GET,MinEleNum,ELEM,,NUM,MIN
*do,i,MinEleNum,MaxEleNum,1
*if,esel(i),eq,1,then
*get,volu,elem,i,volu
*vwrite,i,volu
(f5.0,f15.12)
*end if
*enddo
*cfcols
展開 