光纖器件仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
光纖器件仿真的視頻教程
Ansys Lumerical光子集成電路PIC 有源器件的設(shè)計(jì)與仿真
在加入Lumerical之前，他有多年光學(xué)仿真工具使用經(jīng)驗(yàn)，并曾于日本IBM研究所、臺(tái)灣TSMC、荷蘭ASML等公司之研發(fā)部門(mén)任職，從事硅光元件、微影制程、以及極紫外光刻機(jī)開(kāi)發(fā)。 更多視頻請(qǐng)關(guān)注Ansys數(shù)字資源中心：https://v.ansys.com.cn
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基于icepack的電子元器件散熱仿真分析與優(yōu)化，視頻免費(fèi)無(wú)聲音，操作細(xì)致，提供附件（需購(gòu)買(mǎi)）練習(xí)。
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光纖器件仿真的實(shí)例教程
無(wú)源和有源光纖器件的終極工具
RP Fiber Power是一款功能強(qiáng)大的建模軟件，用于設(shè)計(jì)和優(yōu)化光纖器件 - 特別是光纖放大器和激光器以及其他類(lèi)型的波導(dǎo)激光器，還有光纖耦合器，多芯光纖，螺旋芯光纖和錐形光纖。
該軟件提供有效的傳播和數(shù)值光束傳播。還可以研究超短脈沖傳播，例如在光纖放大器系統(tǒng)，鎖模光纖激光器，電信電纜和自動(dòng)優(yōu)化的脈沖壓縮器中。
RP Fiber Power是為高級(jí)用戶(hù)提供的多功能工具，但同時(shí)（特別是自定義表格的V6以來(lái)）也非常適合那些沒(méi)有（或尚未）進(jìn)入該領(lǐng)域?qū)＜业挠脩?hù)。
對(duì)于任何認(rèn)真對(duì)待光纖器件的人來(lái)說(shuō)，這都是必須的 - 無(wú)論是在工業(yè)發(fā)展，科學(xué)研究還是教育方面。 其用戶(hù)界面結(jié)合了極大的靈活性和簡(jiǎn)單的啟動(dòng)。 因此，它同樣適用于高效的例行檢查和大多數(shù)復(fù)雜的模擬工作。
RP Fiber Power V7新功能
這個(gè)版本有幾個(gè)重大改進(jìn)：
現(xiàn)在有一個(gè)功能強(qiáng)大的腳本調(diào)試器，可以更容易地找到并修復(fù)復(fù)雜腳本中的錯(cuò)誤。 有了它，您可以通過(guò)命令執(zhí)行腳本命令。 在數(shù)學(xué)表達(dá)式中甚至可以進(jìn)行調(diào)試！ 因此，在腳本中查找和修復(fù)錯(cuò)誤變得更加容易。
新腳本編輯器支持有用的功能，如行號(hào)顯示，語(yǔ)法突出顯示和多級(jí)撤消/重做功能。
有一個(gè)方便的語(yǔ)法檢查器：在執(zhí)行可能耗時(shí)的腳本之前找到語(yǔ)法錯(cuò)誤。
您還可以自動(dòng)重新格式化代碼以獲得一致的格式。
特別是那些開(kāi)發(fā)復(fù)雜模擬的用戶(hù)，這是個(gè)好消息！
RP Fiber Power V6已經(jīng)引入了進(jìn)一步改進(jìn)的用戶(hù)界面：可以在腳本中定義自定義表單。 這可能非常有用：
此類(lèi)表格可用于軟件適用的模擬 - 根據(jù)您的需求量身定制。
它們非常易于使用。 只需填寫(xiě)輸入字段并執(zhí)行即可查看輸出值以及創(chuàng)建的圖形圖表。
您可以自己制作此類(lèi)表格，也可以在技術(shù)支持范圍內(nèi)制作。 （自定義表單在腳本中以文本形式非常簡(jiǎn)單地定義。）
展開(kāi) Remove graphics windows：移除屬于當(dāng)前仿真的圖形窗口。不同模型的任何圖形窗口都保持打開(kāi)狀態(tài)。
Remove all graphics windows：移除所有圖形窗口。
Value of selected text：在編輯器中計(jì)算所選文本，并在輸出區(qū)域中顯示該值。例如，在腳本執(zhí)行之后，可以雙擊腳本中的變量名來(lái)選擇它，然后按Ctrl-E以顯示變量值。
Inspectors：顯示一個(gè)窗口，您可以在其中檢查系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)：變量值、陣列定義、用戶(hù)定義函數(shù)、定義的光纖模型和光束傳播數(shù)據(jù)。在執(zhí)行腳本之后，您可能會(huì)在其中找到有用的信息，特別是在出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)第。
Beam profile viewer：顯示從數(shù)值光束傳播仿真中檢查光束分布的交互式窗口。
Pulse display window：顯示超短脈沖的交互式窗口
執(zhí)行菜單
Graphics：在激活的編輯器中執(zhí)行腳本文件。如果腳本中定義了圖形輸出，則圖形輸出將顯示在一個(gè)或多個(gè)圖形窗口中。此外，一些信息顯示在日志區(qū)域，一些輸出可能顯示在輸出區(qū)域。
Graphics to printer：在激活的編輯器中執(zhí)行文件。圖形輸出被發(fā)送到打印機(jī)。對(duì)話框允許設(shè)置各種參數(shù)，例如，在一個(gè)頁(yè)面上放置多少圖像以及圖像的大小。
Graphics with Postscript：執(zhí)行腳本并將所有圖形發(fā)送到 PostScript 文件。
Calculate (no graphics)：在激活的編輯器中執(zhí)行文件。不生成圖形輸出。這很有用，例如，如果只需要輸出區(qū)域。
Graphics, single command mode：與 Graphics 類(lèi)似，但在調(diào)試模式下執(zhí)行（見(jiàn)調(diào)試器，第4.8節(jié)），按命令執(zhí)行。
展開(kāi) 如果對(duì)超短脈沖傳播進(jìn)行了仿真，則該窗口可用于顯示不同位置的脈沖，和窗口最低部分所選的一樣。有三種不同的顯示模式，您可以通過(guò)單擊顯示模式的按鈕來(lái)瀏覽：
· “Current pulse”是指顯示最后一次操作產(chǎn)生的脈沖。例如，如果這是最后一個(gè)應(yīng)用的光學(xué)元件，則可能是光纖輸出端的脈沖。
·“Stored pulse”：在此模式下，您可以顯示先前用函數(shù)store_pulse()存儲(chǔ)的脈沖。
·“Position in the fiber”：在這種模式下，光纖中某個(gè)位置的脈沖，從最后一個(gè)脈沖通過(guò)光纖傳播獲得，顯示出來(lái)。然后，控制欄允許您選擇光纖中的任何網(wǎng)格位置。您可以使用按鈕跳到某些位置：I<<=光纖左側(cè)，<<=光纖左端的一個(gè)位置，I=光纖中間，等等。
上部分圖顯示了脈沖在時(shí)域中的一個(gè)特性，下部分圖顯示在頻域或波長(zhǎng)域中的特性。（可以使用“wavelength axis”復(fù)選框在頻率軸和波長(zhǎng)軸之間切換。）
對(duì)于每個(gè)域，可以選擇應(yīng)顯示哪個(gè)屬性。
展開(kāi) 例如，它可以通過(guò)光纖放大器放大期間的增益飽和來(lái)模擬光脈沖的失真（見(jiàn)圖）。 它還可以模擬Q開(kāi)關(guān)光纖激光器甚至固體激光器中的脈沖生成。 動(dòng)態(tài)模擬既可以?xún)H傳播光功率，也可以傳播全光束分布。
所有這一切都可以通過(guò)極大的靈活性來(lái)完成。 例如，您可以自由定義泵浦功率和輸入信號(hào)波的時(shí)間依賴(lài)性，并根據(jù)需要說(shuō)明結(jié)果：顯示值在脈沖內(nèi)如何演變，顯示脈沖參數(shù)如何針對(duì)多個(gè)脈沖演變等。
超短脈沖傳播
該軟件可以模擬無(wú)源和有源光纖器件中超短脈沖的傳播，也可以模擬其他組件，如光譜濾波器、手動(dòng)或自動(dòng)優(yōu)化的色散壓縮器、棱鏡對(duì)和光柵對(duì)、調(diào)制器和可飽和吸收器。因此，不僅可以模擬光纖放大器中的單通放大或電信光纖電纜中的數(shù)據(jù)傳輸，還可以模擬鎖模光纖激光器、啁啾脈沖放大器系統(tǒng)、再生放大器和光纖干涉儀中的脈沖演變。交互式脈沖顯示窗口允許人們方便地檢查脈沖的所有細(xì)節(jié)。
在任意色散（可以從模式求解器獲得）、克爾非線性、受激拉曼散射（SRS）和放大器增益（包括增益飽和）的影響下，時(shí)間和頻譜脈沖特性可以在光纖中演化。可以包括自陡峭；甚至可以模擬超連續(xù)譜的產(chǎn)生。具有自動(dòng)步長(zhǎng)控制的精確數(shù)值算法確保了高精度和高速度。
光纖數(shù)據(jù)
RP Fiber Power附帶大量光纖數(shù)據(jù)集，包含摻雜有釔、鉺、銩等的各種激光活性玻璃的光譜數(shù)據(jù)，以及部分波導(dǎo)參數(shù)。 一些數(shù)據(jù)集包含來(lái)自科學(xué)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)集來(lái)自與RP Photonics合作的光纖制造商。 此外，您可以輕松地將任何自己的光纖數(shù)據(jù)集成到軟件中。
您還可以使用技術(shù)支持來(lái)獲取由用戶(hù)或制造商提供的數(shù)據(jù)制作的其他光纖數(shù)據(jù)文件。
用于體激光器和放大器
你甚至可以使用RP Fiber Power ，即使是固體激光器，只要光束半徑在激光晶體內(nèi)近似恒定。這一條件適用于許多端泵浦激光器。
展開(kāi) lFibers：這顯示了腳本定義的所有光纖模型，包括它們的詳細(xì)信息，如相應(yīng)的光纖信道。
lBeam propagation：顯示所有光束傳播設(shè)備及其光信道。
在下面部分，您可以看到“expression to evaluate”欄。在這里，您可以輸入任何表達(dá)式（或用逗號(hào)分隔的表達(dá)式列表），以獲得變量或陣列分量值或從中計(jì)算出的值、光纖中的光功率或計(jì)算出的光脈沖的屬性。
您可以在調(diào)試腳本時(shí)保持該檢查窗口處于打開(kāi)狀態(tài)。每次遇到斷點(diǎn)或腳本執(zhí)行完成時(shí)，都會(huì)自動(dòng)更新檢查表單。您可以通過(guò)按表單右上角附近的“Update”按鈕在其他時(shí)間更新內(nèi)容。
調(diào)試表達(dá)式
該軟件具有強(qiáng)大的表達(dá)式引擎。這樣，即使在數(shù)學(xué)表達(dá)式的層次上，也可以做相當(dāng)復(fù)雜的事情，例如，在執(zhí)行單個(gè)命令（例如，將表達(dá)式值賦給變量）的過(guò)程中。因此，即使在表達(dá)式中也常常需要進(jìn)行調(diào)試。
您可以在表達(dá)式中設(shè)置斷點(diǎn)，而不是使用“@”字符，例如命令級(jí)別上的斷點(diǎn)，而是通過(guò)插入對(duì)函數(shù)debug()的調(diào)用來(lái)設(shè)置斷點(diǎn)。該函數(shù)只有一個(gè)字符串參數(shù)。如果它不是空字符串，則表示此時(shí)要進(jìn)入表達(dá)式調(diào)試模式；傳遞的字符串將在調(diào)試窗口中顯示為消息，幫助您了解當(dāng)前正在查看的代碼。如果使用空字符串參數(shù)調(diào)用函數(shù)，則表達(dá)式調(diào)試模式將結(jié)束，即通常在調(diào)用后恢復(fù)表達(dá)式的計(jì)算。一旦到達(dá)包含debug()調(diào)用的塊的末尾，調(diào)試模式也將結(jié)束。
使用debug()函數(shù)而不是簡(jiǎn)單的斷點(diǎn)符號(hào)（例如“@”）的概念為您提供了更多的靈活性。特別是，只有滿足某個(gè)條件時(shí)才可以調(diào)用函數(shù)，這樣實(shí)際上就有了一個(gè)條件斷點(diǎn)。您還可以使用計(jì)算的消息字符串，更好地通知您當(dāng)前的狀態(tài)。
展開(kāi) 
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引言
本文演示了一種將Synopsys OptoCompiler中開(kāi)發(fā)的無(wú)源光子器件版圖導(dǎo)入Lumerical產(chǎn)品進(jìn)行光路仿真的工作流程。該工作流程利用Ansys Lumerical MODE中的EME（特征模擴(kuò)展）求解器進(jìn)行光學(xué)仿真，利用Ansys Lumerical CML Compiler生成緊湊模型，并利用Ansys Lumerical INTERCONNECT進(jìn)行光子電路設(shè)計(jì)和仿真。
本期是Lumerical系列中無(wú)源器件專(zhuān)題-端面耦合器第三期。本期主要展示從設(shè)計(jì)端面耦合器，到參數(shù)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)模式的最大耦合效率，最后利用端面耦合器的S參數(shù)在INTERCONNECT中生成緊湊模型的整個(gè)流程。
引言
集成光子芯片中光的輸入和輸出有兩種常用方法，即通過(guò)光柵耦合器或端面耦合器。雖然光柵耦合器為從芯片上的任何位置輸入和輸出光提供了一種非破壞性解決方案，但由于光柵耦合器的色散工作原理
“Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評(píng)選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來(lái)自汽車(chē)、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無(wú)限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎(jiǎng)佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶(hù)能從中汲取靈感
Ansys Lumerical作為業(yè)界領(lǐng)先的光子學(xué)解決方案，擁有完善的Component Level及Circuit Level仿真能力。FDTD被譽(yù)為微納光子器件仿真的黃金標(biāo)準(zhǔn)；MODE是面向平面光波導(dǎo)類(lèi)器件開(kāi)發(fā)的瑞士軍刀；CHARGE求解載流子的漂移擴(kuò)散方程和泊松方程，能夠精確模擬半導(dǎo)體器件中的電學(xué)特性；HEAT則專(zhuān)注于器件熱效應(yīng)的分析，能夠準(zhǔn)確計(jì)算電致發(fā)熱或光吸收引起的溫升；INTERCONNECT
使用VIRTUALLAB FUSION仿真光纖光學(xué)8個(gè)月前
您是否在我們最近的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上了解了VirtualLab Fusion中光纖技術(shù)令人興奮的前景？ 即將推出的許多新功能——一個(gè)新的光纖模式計(jì)算器，光纖組件和新的光纖耦合效率探測(cè)器-改善了工作流程，并使用戶(hù)界面更加友好。 但是，當(dāng)我們等待新功能在即將發(fā)布的版本中發(fā)布時(shí)，當(dāng)前版本中其實(shí)已經(jīng)有很多您可以享受到的功能！ 查看下面的用例，獲取一些啟發(fā)吧。
用于光纖耦合的不同透鏡的比較
使用VIRTUALLAB FUSION仿真光纖光學(xué)8個(gè)月前
使用VIRTUALLAB FUSION仿真光纖光學(xué)
時(shí)間:2021-07-05 09:52來(lái)源:未知作者: infotek點(diǎn)擊:290次打印
您是否在我們最近的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上了解了VirtualLab Fusion中光纖技術(shù)令人興奮的前景？ 即將推出的許多新功能——一個(gè)新的光纖模式計(jì)算器，光纖組件和新的光纖耦合效率探測(cè)器-改善了工作流程，并使用戶(hù)界面更加友好。
JCMsuite案例展示：光纖單模光纖的仿真分析9個(gè)月前
在案例中，計(jì)算了帶有摻雜二氧化硅芯的圓柱形光纖的基本傳播模式。
磁芯具有相對(duì)介電常數(shù)和直徑。包層具有相對(duì)介電常數(shù)和直徑。我們假定磁場(chǎng)的切向分量在外邊界上消失。我們想在1.5附近找到兩個(gè)本征模，這是我們對(duì)有效折射率的最初猜測(cè)。基本示例propagation Mode中給出了輸入文件所需參數(shù)的詳細(xì)描述。
下圖顯示了兩個(gè)計(jì)算本征模的電場(chǎng)的z分量(對(duì)數(shù)尺度下)。兩者都屬于相同的有效折射率，屬于雙重簡(jiǎn)并
張寶武１,３，饒鵬輝２，Ｆｒａｎｃｅｓｃｏ Ｆｕｓｏ３，霍劍鋒１，余桂英１，王道檔１
（１.中國(guó)計(jì)量大學(xué) 計(jì)量測(cè)試工程學(xué)院，浙江 杭州３１００１８；２.訊技光電科技（上海）有限公司。上海２０００９２；３.比薩大學(xué) 物理系，比薩 意大利５６１２７）
摘要：為了深入研究掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡（Scanning near-field optical microscope，SNOM）光纖探針導(dǎo)
張寶武1,3，饒鵬輝2，霍劍鋒1，余桂英1
( 1.中國(guó)計(jì)量大學(xué)計(jì)量測(cè)試工程學(xué)院，杭州310018，2.訊技光電科技(上海)有限公司，上海200092；3.比薩大學(xué) 物理系，比薩56127)
摘要：為了研究掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡(SNOM) 光纖探針的光學(xué)特性，采用基于場(chǎng)追跡方法的光學(xué)軟件VirtualLab Fusion 進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，取得了SNOM光學(xué)探針尖端外部光場(chǎng)的分布情況
<p>隨著高速光通信與集成光子學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，行波馬赫曾德調(diào)制器（Travelling Wave Mach-Zehnder Modulator, TW-MZM）因其高帶寬、低驅(qū)動(dòng)電壓等優(yōu)勢(shì)，成為高速光互連系統(tǒng)的核心器件。</p><p>然而，其設(shè)計(jì)涉及光波導(dǎo)模式匹配、微波傳輸線阻抗調(diào)諧等多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題的協(xié)同優(yōu)化，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法存在效率低、迭代周期長(zhǎng)、跨域協(xié)同難等問(wèn)題。</p><p>基于此，<strong
