ansys行波效應的實現(xiàn)的案例
行波效應例子
行波效應的例子，三根梁的平面剛架，兩個固定基礎。
1）第一段命令流是不考慮行波效應，約束基礎，在全結構上施加加速度時程，
2）是不考慮行波效應，按照懶兄說的大質量法，在基礎上施加同樣加速度時程，得到的結果與1）在全結構施加加速度是一樣的。
3）考慮行波效應，大質量法，兩個基礎上作用不一樣的加速度歷程。
1）
!x方向基礎加速度，兩腳固定剛架，無行波效應的命令流
/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“基礎加速度”, 500時間點
*do,i,1,500
baseacel(i)=0.1*sin(i*0.2) !
*enddo
NSUBST,1, , ,1 !1個子步
OUTRES,ALL,1 !輸出每個子步的結果
ANTYPE,TRANS !時程分析
*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 Ansys Lumerical | 行波 Mach-Zehnder 調制器仿真分析
步驟5：緊湊模型和電路仿真
使用前面步驟的仿真結果，我們?yōu)?INTERCONNECT 中構成完整調制器電路的波導、光調制器和行波電極導入緊湊模型參數(shù)。然后可以在穩(wěn)態(tài)和時域中執(zhí)行電路仿真，以獲得光傳輸與偏置和頻率的關系以及眼圖。
使用 INTERCONNECT 打開文件 tw_modulator_INTERCONNECT_ONA.icp，它表示調制器光子電路以及 ONA(Optical Network Analyzer) 測量設備。調制器本身包括一個輸入波導 Y 分支，其后是每個分支上的波導和光調制器，以及將 2 個調制器臂重新組合在一起的輸出 Y 分支。上調制器臂還有一個行波電極 (TWE)，相移應用于此臂，而下臂保持零參考偏壓。光網絡分析儀向輸入 Y 支路提供光輸入，并從輸出 Y 支路接收輸出光信號，而上臂 TWE 被直流信號偏置。
行波電極可調變光程最大為5000um(假設90%有效),源端與輸出端阻抗都設定50 Ohm，其他則為腳本輸入的步驟2與4仿真結果。整個系統(tǒng)器件的操作波長設為1.55um，在0V偏壓情況下對應的有效折射率、群折射率與損耗。
設定好之后以Interconnect中的光網絡分析器(Optical Network Analyzer, ONA)對系統(tǒng)的穿透波進行分析。在ONA源設定仿真波長為1550到1650nm，共1000個波長點，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的變化，從圖可知在控制電壓改變1V時穿透波長差異僅0.8~0.9nm。
接下來將整個形波馬赫-曾德爾調制器放進眼圖分析系統(tǒng)，使用 INTERCONNECT 打開文件 tw_modulator_INTERCONNECT_eye.icp，該文件表示調制器光子電路以及眼圖測量設備。
展開 Ansys Lumerical | 行波馬赫曾德爾調制器的仿真設計與優(yōu)化
使用 HFSS 計算行波電極在 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的輸入參數(shù)，用于后續(xù)的模型建立和優(yōu)化當中。更多詳細信息可參考Ansys Lumerical 行波 Mach-Zehnder 調制器仿真分析。
步驟2：創(chuàng)建系統(tǒng)響應的元模型
optiSLang優(yōu)化文件由三個主要模塊組成，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)敏感性分析與品質因數(shù)相關聯(lián)，在本例中是通過提供CHARGE、MODE和HFSS 文件的仿真腳本和仿真數(shù)據的來完成，將仿真數(shù)據導入到optiSLang并識別輸入和響應即可建立初始的元模型，用于對結果優(yōu)化和可視化。
其次，將參數(shù)敏感性分析應用于系統(tǒng)以建立系統(tǒng)的元模型，元模型優(yōu)化主要關注三個品質因數(shù)（FOM）：最小化速度失配、最小化損耗和增大與電壓相關的相移(最小化Vpi/Lpi)。
展開 Ansys Lumerical | 優(yōu)化行波馬赫-曾德爾調制器-optiSLang互操作性
從CHARGE、MODE和HFSS中收集與波導、光調制器和行波電極相關的參數(shù)，以創(chuàng)建緊湊的模型?；诓襟E三獲取的優(yōu)化參數(shù)動態(tài)更新輸入配置，可實時追蹤品質因數(shù)（FoM）的迭代優(yōu)化進程。
1. 打開tw_modulator_INTC_eye.icp并確保文件已運行。
2. 打開TWMZM_single_run.opf。雙擊Parametric System并在Parameter選項卡中為每個輸入指定值。
3. 運行項目。包括BER在內的結果可以在Parametric系統(tǒng)的Result designs選項卡中訪問。
其他資源
相關出版物
HaoXuetal.,"DemonstrationandCharacterizationofHigh-SpeedSiliconDepletion-ModeMach–ZehnderModulators",IEEEJournalofSelectedTopicsinQuantumElectronics,Vol.20,No.4(2014)
附錄
本節(jié)提供有關使用OptiSLang項目文件的其他信息，包括打開項目時的一些提示。
更新launcher目錄：Lumerical和HFSS啟動器的目錄可能因每個用戶而異，例如，取決于安裝的版本。對于AMOP模塊中的每個塊（CHARGE、FDE和HFSS），請確保正確選擇目錄。為此，請轉到設置選項卡并檢查可執(zhí)行文件路徑。
重新定位文件：打開optiSLang時，您可能會收到與從其他模擬中查找關聯(lián)文件相關的提示。您可以根據自己的喜好決定使用三個選項之一（例如，自動或自定義重新定位）。
引用的值：如果保存的元件級仿真與optiSLang中指定的初始輸入值不同，您將收到一個提示，要求您選擇感興趣的值。根據要繼續(xù)處理的值，選擇兩個選項中的任何一個。
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