MODE仿真的案例
Lumerical案例實操|使用MODE模塊中的FDE和varFDTD進行微環的設計和初步仿真
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 6/8 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。 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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12/9 融合Ansys Lumerical 和Ansys SPEOS的全新設計流程 - 以抬頭顯示
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 Lumerical案例 | 使用Synopsys OptoCompiler和Lumerical工具進行光子器件版圖繪制和緊湊模型仿真
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。
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下午直播 | Ansys Lumerical & SPEOS CMOS傳感器仿真新流程
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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點擊報名：http://event.31huiyi.com/2004330027/index?
4/22 | Ansys Lumerical & SPEOS CMOS傳感器仿真新流程
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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報名 | 聚焦行業：Ansys光學系統仿真在顯示器行業中的應用
本次會議中將介紹Lumeircal在顯示器領域的仿真方案，并介紹和幾何光學工具連用的工作流程
Ansys Speos-在高科技顯示器行業的應用中，能充分發揮建模、仿真、分析和可視化優勢，能夠快速實現產品的可視化設計，精準的測試在不同的視覺角度下display的色彩顯示，分析display的亮度均勻性，確保顯示內容的可視性和可讀性，提高視覺舒適度達到感知質量目標，同時準確測試不同材料表現下，光與產品之間的信息，以觀察者的視覺感知評價產品外觀狀態，對材質和色彩準確渲染
Ansys optiSLang-關于optiSLang總體功能的介紹，包括DOE采樣方法，參數敏感性分析，MoP建模方法，單目標/多目標優化方法，同時通過一個顯示優化的具體案例介紹相關操作設置及后處理分析方法。
講師介紹
陳致豪 | Ansys Lumerical應用工程師
陳致豪(Chih-Hao Chen)，大學就讀于清華大學電機系，在臺灣大學光電工程研究所取得碩士學位。畢業后曾就職于顯示器產業，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。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。
展開 報名 | Ansys Lumerical光子集成電路PIC無源器件的設計與仿真培訓
Ansys Lumerical 為設計人員提供高性能光子仿真軟件，提供專門用于光子器件、電路和系統設計的模擬環境。針對PIC的應用，Lumerical提供包括光子有源器件，無源器件及circuit芯片級的完整解決方案。
5月25日，Ansys Lumerical光子集成電路PIC無源器件的設計與仿真網絡培訓即將開始，培訓將以PIC無源器件設計作為范例，針對FDTD及MODE兩個產品作深入淺出的介紹，從演算法到實際范例演示，包括完整軟件的操作、分析及設計流程。歡迎報名參加，本次培訓人數限定20人，席位有限先到先得！
時間：5月25日（星期二），14:00-17:00
培訓日程：
講師介紹：
陳致豪
陳致豪(Chih-Hao Chen)，大學就讀于清華大學電機系，在臺灣大學光電工程研究所取得碩士學位。畢業后曾就職于顯示器產業，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。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。
展開 【Lumerical系列】無源器件專題——復用器件（1）
本期文章主要介紹了復用器件的應用背景，并對復用器件進行了分類，闡述了不同類別器件的工作原理，最后給出了衡量復用器件優劣的主要性能指標，后面我們將會使用Ansys Lumerical FDTD或者MODE模塊進行仿真設計，歡迎大家持續關注摩爾芯創的更新。 lumerical軟件培訓，試用申請，歡迎聯系摩爾芯創。
參考文獻：
[1]劉大建, 趙偉科, 張龍, 等. 高性能無源硅光波導器件: 發展與挑戰[J]. 光學學報, 2022, 42(17): 1713001.[2] LI Y, LI C, LI C, et al. Compact two-mode (de) multiplexer based on symmetric Y-junction and multimode interference waveguides[J]. Optics express, 2014, 22(5): 5781-5786.
[3]DAI D, LI C, WANG S, et al. 10-Channel Mode (de) multiplexer with dual polarizations[J]. Laser & Photonics Reviews, 2018, 12(1): 1700109.1-9.
展開 Ansys 2021 R1新品系列發布會，讓你洞見仿真超能力
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研討會詳情
4月22日 Ansys Lumerical & SPEOS CMOS傳感器仿真新流程
內容簡介
我們在這次研討會中會分享一個新的CMOS設計流程。這個設計流程包括CMOS模組的透鏡組以及光感測器，前者會需要幾何光學的工具Ansys SPEOS，後者則是需要微觀光學與光電交互作用的仿真工具，即Ansys Lumerical FDTD與CHARGE。而通過添加Ansys SPEOS的處理真實照明的功能，用戶可以輕松得到相機的仿真圖像。網絡研討會首先會簡要介紹Lumerical和SPEOS工具。接下來，我們會介紹2021 R1可用的CMOS感測器的工作流程，以及Lumerical如何實現和SPEOS間的資料轉換。最後透過SPEOS鏡頭系統（SLS）導入器整合透鏡組的資訊以及與Ansys Lumerical得到的外部量子效率（EQE）實現整個CMOS感測器光學仿真。
講師簡介
陳致豪(Chih-Hao Chen)大學就讀于清華大學電機系，在臺灣大學光電工程研究所取得碩士學位。畢業后曾就職于顯示器產業，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。于2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。
展開 Lumerical FDTD&MODE一對一線上直播培訓(超材料板塊和波導光子器件)
Lumerical是目前市場上專業的模擬光學仿真和硅基光電子設計軟件，提供了強大的設計環境，能夠為光子設計師提供具有創造性，高精確度和成本效益的設計解決方案，幫助設計師開發下一代微納尺度光子技術。
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。
二 培訓方式
本次培訓全程線上授課, 采用一對一或者一對多方式進行, 以視頻方式授課，工程案例講解，答疑，技術交流，
學員需要自行準備電腦。
三 培訓對象
研究方向為超材料仿真或者波導光子器件的研究人員
四、培訓內容
（1）入門板塊
主要通過一個簡單的實例對FDTD的界面和操作流程進行介紹，并對涉及其中的材料庫、結構組、光源和監視器等進行相關說明和解釋，最后將以簡單的案例出發對腳本建模進行簡要的展示和說明。
一種超材料的電場圖
（2）超材料板塊
該板塊主要以案例為主，分別對多個論文中的超材料吸波體、可調超材料以及超透鏡進行復現和說明。在本板塊將對所有結構進行參數化建模，并對輸出曲線進行相關處理，此外還包括超透鏡的計算和整體3D建模，實現一鍵式腳本建模方法。
超透鏡的腳本建模過程圖
偏振分束聚焦超透鏡電場圖
（3）波導光子器件板塊
該板塊從MODE軟件出發，通過其中的FDE、EME以及varFDTD板塊對簡單波導、邊緣耦合器、光柵耦合器、Y型分束器、諧振環等光子無源器件進行建模和相關的論文案例復現。
展開 
Ansys Zemax | 建立增強現實頭戴式顯示器
在仿真環境中，我們翻轉了整個光學系統，使光線路徑與現實情況完全相反。在實際應用上，我們會以微顯示器作為HMD的光源，人眼的視網膜則會是像面。前后者分別作為整個光學路徑的出/入瞳。然而為了精確的架設各個組件且能有效的在OpticStudio中進行優化，我們會將實際的出瞳作為OpticStudio中的入瞳，并以微顯示器作為整個系統的像面。在接下來的篇幅，我們都會以光線在OpticStudio中的追跡方向來描述。
關于HMD的建立，首先我們會逐一插入表面以建立棱鏡，并追跡單一視場角(field angle)的一條主光線。接下來，為了傾斜棱鏡使光線按預期的路線行進，我們會在適當的位置插入Coordinate Break表面。此外，我們還需要考慮組件的幾何關系，并為各表面設定適合的材質，使這個光學系統成為一個合理的設計。
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。最后我們會納入制造上的考慮，并對整個系統的表現進行最終的優化。
楔形自由曲面(FFS)棱鏡
為了簡化一開始的光線追跡過程，我們將系統的入瞳大小設置為6mm(人眼瞳孔尺寸約為2-8mm)，并設定單一視場點(field point)。當所有的表面都正確的被建立，且光線能順利的通過棱鏡后，我們可以逐步的擴大FOV和入瞳尺寸。(更多關于FOV的論述可參考后續的”定義視角”段落)
在序列模式中，我們利用多個傾斜或偏心表面建立棱鏡。
展開 在 Zemax OpticStudio 中建立增強現實頭戴式顯示器
在仿真環境中，我們翻轉了整個光學系統，使光線路徑與現實情況完全相反。在實際應用上，我們會以微顯示器作為HMD的光源，人眼的視網膜則會是像面。前后者分別作為整個光學路徑的出/入瞳。然而為了精確的架設各個組件且能有效的在OpticStudio中進行優化，我們會將實際的出瞳作為OpticStudio中的入瞳，并以微顯示器作為整個系統的像面。在接下來的篇幅，我們都會以光線在OpticStudio中的追跡方向來描述。
關于HMD的建立，首先我們會逐一插入表面以建立棱鏡，并追跡單一視場角(field angle)的一條主光線。接下來，為了傾斜棱鏡使光線按預期的路線行進，我們會在適當的位置插入Coordinate Break表面。此外，我們還需要考慮組件的幾何關系，并為各表面設定適合的材質，使這個光學系統成為一個合理的設計。
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。最后我們會納入制造上的考慮，并對整個系統的表現進行最終的優化。
楔形自由曲面(FFS)棱鏡
為了簡化一開始的光線追跡過程，我們將系統的入瞳大小設置為6mm(人眼瞳孔尺寸約為2-8mm)，并設定單一視場點(field point)。當所有的表面都正確的被建立，且光線能順利的通過棱鏡后，我們可以逐步的擴大FOV和入瞳尺寸。
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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
