MODE仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
MODE仿真的視頻教程
使用Ansys Lumerical 和SPEOS設計顯示器的新流程
在2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。主要負責亞太地區客戶的技術支持，幫助客戶排除問題以及實現仿真目標，同時也協助介紹和推廣公司產品，不定期參加或協助舉辦研討會，分享光學相關領域的產品應用實例。
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MODE仿真的實例教程
圖1 （a）MRR結構示意圖；（b）傳輸譜圖
MRR設計仿真實操
本次案例我們將展示如何使用MODE進行MRR的設計。本次案例仿真主要分為如下步驟：
建立一個MRR模型。添加FDE求解器，求解波導的群折射率以及耦合長度等參數。添加并設置varFDTD求解器。加入光源以及其他監視器（包括頻域監視器，時間監視器等）。運行仿真與結果分析。
案例實操：
第一步：在進行模型建立時我們可以通過Lumerical軟件自帶的物件庫添加MRR結構，當然也可以通過腳本編寫結構與材料模型，這樣更有利于結構參數的優化掃描，本次仿真實操選擇直接從物件庫進行添加。首先是加入SIO2襯底層，其具體參數如圖2所示。SI芯層是MRR結構，我們選擇直接在物件庫中添加，具體參數如圖3所示。
圖2 SIO2襯底層參數
圖3 MRR具體參數
第二步：在進行參數確定時，某些參數我們可以通過計算提前得出。比如MRR的自由光譜范圍（FSR）可表示為下式：
其中λ表示波長， 表示群折射率，因此，要想設計特定FSR的MRR，除了需要特定的環形諧振腔長度L，還需要知道波導的群折射率。因此，我們將FDE求解器添加到輸入波導附近，如圖4（a）所示，通過計算可得波導的群折射率如圖4（b）所示，結果顯示在1550nm處波導的群折射率約為4.63。FDE求解器的具體參數設置如圖5所示。本次案例所設計FSR在1550nm處為25.6nm，通過計算可得所需的環形諧振腔長度L約為20.2μm 。
展開 本次網絡研討會我們將以抬頭顯示器（HUD）為例，介紹全新的設計流程，借助Ansys Lumerical內置的優化工具，能夠優化微結構參數，得到均勻的反射頻譜以及低光損耗，接下來把這些數據輸出給Ansys SPEOS，在SPEOS中整合不同光源及光學器件，實現整個光學系統的仿真，分析和評價現行設計的光學效果。會上將詳細介紹結合波動光學工具Ansys Lumerical及幾何光學工具Ansys SPEOS，討論如何在兩個工具間傳遞仿真分析所需的資料，并對光學系統性能做出評估。
會議主題
融合Ansys Lumerical 和Ansys SPEOS的全新設計流程-以抬頭顯示器為例
時間
12月9日（星期三），16:00-17:00
講師介紹
陳致豪
大學就讀於清華大學電機系，在臺灣大學光電工程研究所取得碩士學位。畢業後曾就職於顯示器產業，研究液晶光學以及液晶顯示器光學設計，有六年液晶顯示器的設計經驗。在2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。
展開 在2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。主要負責亞太地區客戶的技術支持，幫助客戶排除問題以及實現仿真目標，同時也協助介紹和推廣公司產品，不定期參加或協助舉辦研討會，分享光學相關領域的產品應用實例。 馬鎏學，Ansys系統事業部應用工程師，2011年開始從事光學仿真工作，參與過汽車、航空、電子等領域客戶光學方案的咨詢和支持，目前負責Ansys SPEOS的客戶支持。
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報名方式
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MMI_EME_FDE_setup.lsf–配置和運行MODE仿真的設置腳本。
roMMI1x2.lms–導入的1x2MMI的仿真文件。
mmi.svg–器件的自定義符號文件。
Compiled_roMMI1x2_model目錄–包含來自OptoCompiler reference optical SOI PDK的1x2MMI的已編譯INTERCONNECT模型的目錄。
工作流程概要
以下要點概述了每個步驟，下面的小節將更詳細地描述每個步驟：
步驟1–OptoCompiler導出
在此步驟中，OptoCompiler自帶的reference optical SOI PDK庫被導出為GDS文件“roMMI1x2.gds”。該GDS布局文件包含帶有層信息的二維幾何形狀，這些層信息可作為工藝技術數據的參考，Lumerical工具將在下一步中使用它們。
步驟2–使用MODE導入和仿真3D結構
在此步驟中，使用Layer Builder工具導入SOI PDK的工藝技術文件“referenceOpticalSOI.lbr”以及上一步中的GDS文件。然后，使用Lumerical腳本在MODE中設置并運行仿真，并采用EME求解器。最后，生成仿真文件“roMM1x2.lms”。
步驟3–S參數提取
在此步驟中，使用CML Compiler S-parameter data extraction wizard創建適合線路仿真的緊湊模型，該向導利用Lumerical Python API和CML Compiler。
展開 于2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。主要負責內容包括亞太地區客戶的技術支持，幫助客戶排除問題以及實現仿真目標，同時也協助推廣公司產品，不定期參加或協助舉辦研討會，分享光學相關領域的產品應用實例，例如光學追跡仿真工具Zemax的整合，反向設計的相關介紹等。
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MODE仿真modeLumerical MODEAnsys Lumerical MODELumerical.MODEeamt文件、mode文件 仿真優化流體仿真結構仿真土木仿真熱仿真其他仿真 single mode fiber 仿真data relative to mode 1 is not on mode filedata relative to mode 1 is not on mode file.fewer modes than the requested number of modes ( 1 ) were computed. there are only 0 modes beyond initial shift of shift= 1.abaqus normal mode fracture energy 、shear mode fracture energy first direction 和shear mode fracture energy second directionattachment node has zero rotational mode shapes for all active modes
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步驟2–使用MODE導入和仿真3D結構
在此步驟中，使用Layer Builder工具導入SOI PDK的工藝技術文件“referenceOpticalSOI.lbr”以及上一步中的GDS文件。然后，使用Lumerical腳本在MODE中設置并運行仿真，并采用EME求解器。最后，生成仿真文件“roMM1x2.lms”。
工作原理
傳統的上下載型微環諧振器（MRR）的基本結構如圖1（a）所示，它由兩個直波導和一個環形諧振腔構成。當光從輸入端耦合進MRR后，會被限制在環形諧振腔內循環傳輸，對于一些特定波長的光，其在MRR中傳輸一周之后的相位變化量是2π的整數倍，使得該光會與輸入光發生相長干涉，當光不斷輸入MRR后，光能在MRR中穩定分布，傳輸和貯存，這就是MRR的諧振態。而其他波長的光無法與輸入光發生相長干涉，使其無法在
我們將會從復用器件的應用背景、基本原理、常見結構以及性能參數等部分進行講解，并使用Ansys Lumerical FDTD或者MODE模塊進行仿真設計。接下來將從復用器件的基本概念開始。
應用背景
人工智能、物聯網、大數據、云計算等新興技術的出現，使得人們對光通信的傳輸質量和速率要求越來越高，提高光通信的信道容量是現代數據傳輸的必然需求。
由于序列模式(Sequential Mode)無法仿真出全反射(TIR)的現象，我們必須在發生TIR的表面上再覆蓋上一個表面，并定義該表面為具有Pickup solves的反射鏡表面(MIRROR)，使追跡光線能符合實際情況。在完成對單一視場的優化之后，我們接著利用多重結構編輯器(Multi-Configuration Editor, MCE)建立第二道光路。
由于序列模式(Sequential Mode)無法仿真出全反射(TIR)的現象，我們必須在發生TIR的表面上再覆蓋上一個表面，并定義該表面為具有Pickup solves的反射鏡表面(MIRROR)，使追跡光線能符合實際情況。在完成對單一視場的優化之后，我們接著利用多重結構編輯器(Multi-Configuration Editor, MCE)建立第二道光路。
本在線直播培訓課程將從各個論文中的案例出發，針對FDTD和MODE兩套仿真軟件作深入淺出的介紹，并從腳本和可視化界面對結構進行建模和仿真演示，完成對軟件的操作、分析及設計流程。
此次課程主要包括兩大板塊(二選一)：入門+超材料板塊；入門+波導光子器件板塊。
在2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。主要負責亞太地區客戶的技術支持，幫助客戶排除問題以及實現仿真目標，同時也協助介紹和推廣公司產品，不定期參加或協助舉辦研討會，分享光學相關領域的產品應用實例。
在2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。主要負責亞太地區客戶的技術支持，幫助客戶排除問題以及實現仿真目標，同時也協助介紹和推廣公司產品，不定期參加或協助舉辦研討會，分享光學相關領域的產品應用實例。
在2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。主要負責亞太地區客戶的技術支持，幫助客戶排除問題以及實現仿真目標，同時也協助介紹和推廣公司產品，不定期參加或協助舉辦研討會，分享光學相關領域的產品應用實例。
于2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。主要負責內容包括亞太地區客戶的技術支持，幫助客戶排除問題以及實現仿真目標，同時也協助推廣公司產品，不定期參加或協助舉辦研討會，分享光學相關領域的產品應用實例，例如光學追跡仿真工具Zemax的整合，反向設計的相關介紹等。
