行波效應(yīng) ansys的案例
行波效應(yīng)例子
行波效應(yīng)的例子，三根梁的平面剛架，兩個(gè)固定基礎(chǔ)。
1）第一段命令流是不考慮行波效應(yīng)，約束基礎(chǔ)，在全結(jié)構(gòu)上施加加速度時(shí)程，
2）是不考慮行波效應(yīng)，按照懶兄說(shuō)的大質(zhì)量法，在基礎(chǔ)上施加同樣加速度時(shí)程，得到的結(jié)果與1）在全結(jié)構(gòu)施加加速度是一樣的。
3）考慮行波效應(yīng)，大質(zhì)量法，兩個(gè)基礎(chǔ)上作用不一樣的加速度歷程。
1）
!x方向基礎(chǔ)加速度，兩腳固定剛架，無(wú)行波效應(yīng)的命令流
/UNITS,SI
/PREP7
ET,1,Beam3
MP,EX,1,210E9
MP,PRXY,1,0.3
MP,DENS,1,7800
R,1,3E-4,2.5E-9,0.01
N,1,0,0,0
N,2,10,0,0
N,3,20,0,0
N,4,0,-10,0
N,5,20,-10,0
E,1,2
E,2,3
E,4,1
E,5,3
D,4,all,
D,5,all,
dmprat,0.02
EPLOT
/solu
*dim,baseacel,array,500 ! 定義正弦波的“基礎(chǔ)加速度”, 500時(shí)間點(diǎn)
*do,i,1,500
baseacel(i)=0.1*sin(i*0.2) !
*enddo
NSUBST,1, , ,1 !1個(gè)子步
OUTRES,ALL,1 !輸出每個(gè)子步的結(jié)果
ANTYPE,TRANS !時(shí)程分析
*do,i,1,500
acel,baseacel(i),0,0
TIME,i*0.1
solve
*enddo
/POST26
NSOL,2,2,U,x,Ux-at-2
PLVAR,2 !plot displacement time history
deriv,3,2,1,,v2 ! v=dy/dt
deriv,4,3,1,,a2 ! a=dv/dt
!
展開(kāi) Ansys Lumerical | 行波 Mach-Zehnder 調(diào)制器仿真分析
步驟5：緊湊模型和電路仿真
使用前面步驟的仿真結(jié)果，我們?yōu)?INTERCONNECT 中構(gòu)成完整調(diào)制器電路的波導(dǎo)、光調(diào)制器和行波電極導(dǎo)入緊湊模型參數(shù)。然后可以在穩(wěn)態(tài)和時(shí)域中執(zhí)行電路仿真，以獲得光傳輸與偏置和頻率的關(guān)系以及眼圖。
使用 INTERCONNECT 打開(kāi)文件 tw_modulator_INTERCONNECT_ONA.icp，它表示調(diào)制器光子電路以及 ONA(Optical Network Analyzer) 測(cè)量設(shè)備。調(diào)制器本身包括一個(gè)輸入波導(dǎo) Y 分支，其后是每個(gè)分支上的波導(dǎo)和光調(diào)制器，以及將 2 個(gè)調(diào)制器臂重新組合在一起的輸出 Y 分支。上調(diào)制器臂還有一個(gè)行波電極 (TWE)，相移應(yīng)用于此臂，而下臂保持零參考偏壓。光網(wǎng)絡(luò)分析儀向輸入 Y 支路提供光輸入，并從輸出 Y 支路接收輸出光信號(hào)，而上臂 TWE 被直流信號(hào)偏置。
行波電極可調(diào)變光程最大為5000um(假設(shè)90%有效),源端與輸出端阻抗都設(shè)定50 Ohm，其他則為腳本輸入的步驟2與4仿真結(jié)果。整個(gè)系統(tǒng)器件的操作波長(zhǎng)設(shè)為1.55um，在0V偏壓情況下對(duì)應(yīng)的有效折射率、群折射率與損耗。
設(shè)定好之后以Interconnect中的光網(wǎng)絡(luò)分析器(Optical Network Analyzer, ONA)對(duì)系統(tǒng)的穿透波進(jìn)行分析。在ONA源設(shè)定仿真波長(zhǎng)為1550到1650nm，共1000個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)，在DC_2分別用-0.5,0,0.5三電壓條件控制行波電極，可以得到不同電壓下穿透率隨波長(zhǎng)的變化，從圖可知在控制電壓改變1V時(shí)穿透波長(zhǎng)差異僅0.8~0.9nm。
接下來(lái)將整個(gè)形波馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器放進(jìn)眼圖分析系統(tǒng)，使用 INTERCONNECT 打開(kāi)文件 tw_modulator_INTERCONNECT_eye.icp，該文件表示調(diào)制器光子電路以及眼圖測(cè)量設(shè)備。
展開(kāi) Ansys Lumerical | 行波馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器的仿真設(shè)計(jì)與優(yōu)化
使用 HFSS 計(jì)算行波電極在 10-100GHz 下的損耗，端口阻抗，等效折射率等。
以上參數(shù)將被作為optiSLang的輸入?yún)?shù)，用于后續(xù)的模型建立和優(yōu)化當(dāng)中。更多詳細(xì)信息可參考Ansys Lumerical 行波 Mach-Zehnder 調(diào)制器仿真分析。
步驟2：創(chuàng)建系統(tǒng)響應(yīng)的元模型
optiSLang優(yōu)化文件由三個(gè)主要模塊組成，參數(shù)敏感性分析、元模型模塊和優(yōu)化算法模塊。
首先，參數(shù)敏感性分析與品質(zhì)因數(shù)相關(guān)聯(lián)，在本例中是通過(guò)提供CHARGE、MODE和HFSS 文件的仿真腳本和仿真數(shù)據(jù)的來(lái)完成，將仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入到optiSLang并識(shí)別輸入和響應(yīng)即可建立初始的元模型，用于對(duì)結(jié)果優(yōu)化和可視化。
其次，將參數(shù)敏感性分析應(yīng)用于系統(tǒng)以建立系統(tǒng)的元模型，元模型優(yōu)化主要關(guān)注三個(gè)品質(zhì)因數(shù)（FOM）：最小化速度失配、最小化損耗和增大與電壓相關(guān)的相移(最小化Vpi/Lpi)。
展開(kāi) Ansys Lumerical | 優(yōu)化行波馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器-optiSLang互操作性
從CHARGE、MODE和HFSS中收集與波導(dǎo)、光調(diào)制器和行波電極相關(guān)的參數(shù)，以創(chuàng)建緊湊的模型。基于步驟三獲取的優(yōu)化參數(shù)動(dòng)態(tài)更新輸入配置，可實(shí)時(shí)追蹤品質(zhì)因數(shù)（FoM）的迭代優(yōu)化進(jìn)程。
1. 打開(kāi)tw_modulator_INTC_eye.icp并確保文件已運(yùn)行。
2. 打開(kāi)TWMZM_single_run.opf。雙擊Parametric System并在Parameter選項(xiàng)卡中為每個(gè)輸入指定值。
3. 運(yùn)行項(xiàng)目。包括BER在內(nèi)的結(jié)果可以在Parametric系統(tǒng)的Result designs選項(xiàng)卡中訪問(wèn)。
其他資源
相關(guān)出版物
HaoXuetal.,"DemonstrationandCharacterizationofHigh-SpeedSiliconDepletion-ModeMach–ZehnderModulators",IEEEJournalofSelectedTopicsinQuantumElectronics,Vol.20,No.4(2014)
附錄
本節(jié)提供有關(guān)使用OptiSLang項(xiàng)目文件的其他信息，包括打開(kāi)項(xiàng)目時(shí)的一些提示。
更新launcher目錄：Lumerical和HFSS啟動(dòng)器的目錄可能因每個(gè)用戶而異，例如，取決于安裝的版本。對(duì)于AMOP模塊中的每個(gè)塊（CHARGE、FDE和HFSS），請(qǐng)確保正確選擇目錄。為此，請(qǐng)轉(zhuǎn)到設(shè)置選項(xiàng)卡并檢查可執(zhí)行文件路徑。
重新定位文件：打開(kāi)optiSLang時(shí)，您可能會(huì)收到與從其他模擬中查找關(guān)聯(lián)文件相關(guān)的提示。您可以根據(jù)自己的喜好決定使用三個(gè)選項(xiàng)之一（例如，自動(dòng)或自定義重新定位）。
引用的值：如果保存的元件級(jí)仿真與optiSLang中指定的初始輸入值不同，您將收到一個(gè)提示，要求您選擇感興趣的值。根據(jù)要繼續(xù)處理的值，選擇兩個(gè)選項(xiàng)中的任何一個(gè)。
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