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<p>本期文章將介紹一種集成微透鏡輔助光柵耦合器（ML-VGC）的設計，以提高垂直入射條件下的耦合效率^[1]。利用熱回流工藝將微透鏡集成到一個標準的220nm的絕緣體上硅（SOI）光柵耦合器，這種集成方法在操縱垂直入射光的投射角方面提供了更大的靈活性，使其與底層光柵的最佳耦合角對準，從而有效地提高器件的總體耦合效率（CE）。

圖4（b）比較了裸光柵耦合器、覆蓋的光柵耦合器以及ML-VGC的耦合效率。結果顯示，裸光柵耦合器在1550nm處的峰值耦合效率為?5.78dB；而覆蓋的光柵耦合器中心波長偏移至1560nm；通過微透鏡輔助角度控制的ML-VGC的性能提高到-3.06dB。此外，圖4（c）和圖4（d）展示了透鏡位置偏差和高度偏差對耦合效率的影響。

CML 編譯器的參數提取 本節介紹如何使用腳本文件自動提取和保存光柵耦合器的 S 參數。我們假設光柵耦合器已經優化，因此僅執行原始工作流程的第3步概述部分是必要的。此步驟中生成的 S 參數文件可以直接在 CML 編譯器中使用，為光柵耦合器創建緊湊模型。

光波導耦合光柵的優化 光柵通常用于將光耦合出或耦合入光波導。在這種情況下，如何優化耦合效率始終是一個重要問題。耦合光柵通常具有與波長量級相同的特征尺寸，因此需要嚴格的建模技術。VirtualLab Fusion為光柵結構的配置、光柵分析的嚴格傅立葉模態法（FMM）以及參數優化方法提供了便捷的工具。

摘要 耦合光柵通常用于將期望視場（FOV）內的光發射到光導結構中，VirtualLab Fusion可用于研究此類耦合光柵的性能。在所有期望角度上獲得均勻的耦合效率是一項具有挑戰性的任務，來自Dynardo的軟件optiSLang通過使用VirtualLab Fusion的嚴格光柵分析工具作為計算內核，提供了執行此類優化任務的有效方法。

高耦合效率設計：分布式布拉格反射器的光柵耦合器或者光柵反射器，二元閃耀光柵耦合器，雙刻蝕切趾光柵耦合器等 2D FDTD模擬光柵耦合器SMGP模擬結果區域探測器得到的波長0.843um處Ey強度圖（2D&3D）

本文介紹了一種用于光子集成電路光纖-波導耦合系統的多尺度仿真工作流程。光與光柵耦合器在微觀上的相互作用使用 Ansys Lumerical 進行仿真，而 Ansys Zemax OpticStudio 則用于宏觀傳播和公差分析。此示例的工作流由四個步驟組成。前兩個步驟模擬了光從光柵耦合器傳播到光纖（“出”方向），而后兩個步驟模擬了光從光纖傳播到光柵耦合器（“入”方向）。

光柵通常用于將光耦合出或耦合入光波導。在這種情況下，如何優化耦合效率始終是一個重要問題。耦合光柵通常具有與波長量級相同的特征尺寸，因此需要嚴格的建模技術。VirtualLab Fusion為光柵結構的配置、光柵分析的嚴格傅立葉模態法（FMM）以及參數優化方法提供了便捷的工具。結合這些技術，提出了耦合光柵優化的實用工作流程。

簡介： 光柵耦合器(GC)是一種廣泛應用于光纖(或自由空間)和亞微米波導之間耦合的I/O器件。 兩個典型的應用：基于CMOS兼容的絕緣硅片（SOI）平臺的光柵耦合器以及熱輔助磁記錄（HAMR）。

模擬結果和優化函數的配置 optiSLang的優化結果 優化結果的耦合效率分析 走進VirtualLab Fusion ?光柵結構的配置 - 使用特殊介質配置光柵結構[示例] - 傾斜光柵的高級設置[示例] ? 耦合效率評估- 用于光導耦合光柵評估的定制檢測器

摘要 將光耦合到光導中在現代光學的各種應用中具有重要意義。在VirtualLab Fusion中，使用傅立葉模態方法和參數優化工具，可以優化實際光柵幾何形狀，從而實現特定衍射級的最佳耦合效率。 該示例示出了針對一個特定入射方向優化矩形光柵以獲得最佳光導耦合效率的設計策略。

摘要 耦合光柵通常用于將期望視場（FOV）內的光發射到光導結構中，VirtualLab Fusion可用于研究此類耦合光柵的性能。在所有期望角度上獲得均勻的耦合效率是一項具有挑戰性的任務，來自Dynardo的軟件optiSLang通過使用VirtualLab Fusion的嚴格光柵分析工具作為計算內核，提供了執行此類優化任務的有效方法。

摘要 將光耦合到光波導在現代光學的各種應用中具有重要意義。在VirtualLab Fusion中，使用傅里葉模態法(FMM，也稱為RCWA)和參數優化工具，可以優化真實的光柵幾何形狀，以實現特定衍射級次的最佳耦合效率。本例展示了針對特定入射方向優化二元光柵以獲得最佳光導耦合效率的設計策略。

[用例] - 使用界面配置光柵結構[用例]? 分析耦合光柵衍射效率 - 用于光導耦合光柵評估的自定義探測器[用例]? 粗略掃描參數以找到初始解? 基于參數優化進一步優化光柵結構 VirtualLab Fusion技術 文件信息 延伸閱讀 - 光導耦合的斜光柵分析

of Grating Structures by Using Special Media [用例] - 使用接口配置光柵結構 Configuration of Grating Structures by Using Interfaces [用例] ?分析耦合光柵衍射效率 - 用于光導耦合光柵評估的自定義探測器 Customized

[用例］-通過使用特殊介質配置光柵結構[使用案例] -通過使用界面配置光柵結構[用例]-通過使用接口配置光柵結構[用例]-分析耦合光柵的衍射效率-用于評估光導耦合光柵的定制檢測器[用例］-通過對特定參數的掃描來檢查效率-利用參數運行[用例] -利用參數運行[用例] VirtualLab Fusion技術 文件信息

在下面的例子中，您可以看到這些工具中的一些發揮作用： 連續調制光柵區域光波導的優化 本例演示了如何通過EPE和外耦合器區域連續變化的光柵占空因子來優化光波導，以實現眼動范圍內足夠的橫向均勻性。 單入射方向光波導耦合光柵的優化 我們演示了針對特定入射方向優化矩形光柵的設計流程，以獲得特定衍射級次的最大效率。

模擬結果和優化函數的配置 optiSLang的優化結果 優化結果的耦合效率分析 走進VirtualLab Fusion ?光柵結構的配置 - 使用特殊介質配置光柵結構[示例] - 傾斜光柵的高級設置[示例]? 耦合效率評估- 用于光導耦合光柵評估的定制檢測器[示例]

VirtualLab Fusion 的工作流程 光波導耦合光柵結構的配置 傾斜光柵的高級配置 [使用案例] 使用特殊材料的光柵結構配置 [使用案例] 使用界面的光柵結構配置 [使用案例] 耦合光柵衍射效率分析 自定義的光波導耦合光柵評價探測器 [使用案例] 通過掃描特定的參數來檢查效率 參數運行的使用 [使用案例] 9

在下面的例子中，您可以看到這些工具中的一些發揮作用：連續調制光柵區域光波導的優化本例演示了如何通過EPE和外耦合器區域連續變化的光柵占空因子來優化光波導，以實現眼動范圍內足夠的橫向均勻性。 單入射方向光波導耦合光柵的優化 我們演示了針對特定入射方向優化矩形光柵的設計流程，以獲得特定衍射級次的最大效率。