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； 優化光柵核心參數，適配530nm基準波長、1.52折射率波導材料； 導出JSON光柵數據文件與.sop插件文件，以表面屬性形式接入Speos

仿真可幫助設計人員分析由衍射光學元件調制時的場分布、遠場方向圖和波前變化。 Ansys Lumerical套件、Ansys Speos軟件和Ansys Zemax OpticStudio軟件都可以對衍射光學元件進行仿真。在Lumerical套件中，可以使用FDTD和RCWA求解器對單個組件進行設計，而在OpticStudio軟件中，可以對DOE的性能進行分析。

Ansys Lumerical產品系列可幫助工程師進行光學波導仿真，而Ansys HFSS高頻電磁仿真軟件則可用于射頻和微波仿真。仿真可以幫助工程師更好地設計波導，而無需進行大量反復試驗和原型制作。 以下是仿真軟件可實現的應用示例： 設計不同類型的波導，這些波導由不同材料制成，具有多種尺寸規格。

此效應來自公式1中的正弦波，必須通過將探測器上的位置重新映射到相應的波長來解決光譜儀中的這個影響。 我們可以在OpticStudio中通過掃描光譜儀帶寬的波長并記錄光線在探測器上的位置，來計算映射函數（重映射函數的逆函數）。另一種有效的解決方法就是使用Zemax編程語言(Zemax Programming Language，ZPL)宏。

無線電波振幅、相位、頻率和波長 無線電波是一種高頻電磁輻射，其波形是正弦波，在大約3 KHz至3,000 GHz的帶寬范圍內振蕩。此圖顯示了無線電波的基本特征： 波長是波在一個周期內傳播的距離。幅度是波的最大值，而相位是每個波的峰值之間的差值，或者說是它們的時間延遲。相控陣列天線的頻率通常是恒定的，只有微小的變化，但每個天線的相位和振幅都可以發生變化。

然后，示波器可以使用這些數據生成眼圖，以比較輸入和輸出信號。 此外，使用熱成像攝像頭或熱電偶來監控隨時間變化的溫度，也是物理測試中的必要部分。與數字環境中一樣，器件應能夠適用于許多不同的環境條件和使用場景，以確保可靠的性能。

為此，他們開發了一種由NI RDMA和Ansys AVxcelerate Sensors軟件提供支持的閉環仿真方案，使客戶能夠通過NI實時硬件攝像頭接口板將實際仿真數據直接注入受測器件（DUT）的輸入端口。為了評估受測ECU的相關行為，必須注入準確的合成數據，而這就是需要物理精確仿真的主要原因。

(相關鏈接：https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360042328774-Traveling-Wave-Mach-Zehnder-Modulator) 圖7：行波馬赫-曾德爾調制的設計流程 總結 以上是對硅基電光調制器的兩種典型光學結構，微環結構合馬赫-曾德爾結構調制器的簡單總結，并給出了Ansys lumerical

當一束多波長復用光由輸入波導耦合至輸入自由傳輸區后，將由輸入自由傳輸區的陣列波導接收，配置恒定的光程差后，在光柵圓處耦合至輸出自由傳輸區，由于滿足了光程差條件和羅蘭圓排布，相同波長的光束將聚焦至羅蘭圓上的同一點，而不同波長的光束在羅蘭圓的不同位置發生匯聚并耦合至輸出波導，完成波長的解復用功能，其結構示意圖如圖3（b）所示。 模分復用器件 波導中的不同模式是相互正交的，互不干擾的。

Ansys SimAI軟件是一款先進的多物理場仿真軟件，可利用這些技術進行電磁場訓練和預測。與Ansys Maxwell軟件和Ansys HFSS軟件結合使用時，它能夠將場預測速度加快數十倍到數百倍，從而推動電磁組件設計和分析的轉型。