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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。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）。引言從光纖到硅器件的高效光耦合是硅光子學中的關鍵技術。

<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）。

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）。

附件下載聯系工作人員獲取附件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。

步驟1：Lumerical MODE 中的光纖分析（可選）使用FDE求解器求解光纖的模式，并通過.ZBF格式將模場導出到OpticStudio。步驟2：Zemax OpticStudio中的微透鏡對準在此步驟中，我們使用OpticStudio中的POP分析工具對微透鏡進行建模，并將場從光纖傳播到芯片邊緣。我們通過鏡頭數據編輯器中的參數定義平移偏移（垂直、水平、散焦）和旋轉錯位。

本期是Lumerical系列中無源器件專題-端面耦合器第一期。首先對端面耦合器進行背景介紹，闡述了其工作機理，并總結了其性能指標。此外，還對端面耦合器在水平和垂直方向上的結構變化進行了分類和簡述。背景介紹基于絕緣體上硅（SOI）結構的集成光學芯片是目前光通信領域的研究重點，得益于其與互補金屬氧化物半導體（CMOS）制作工藝兼容。

本期是Lumerical系列中無源器件專題-端面耦合器第一期。首先對端面耦合器進行背景介紹，闡述了其工作機理，并總結了其性能指標。此外，還對端面耦合器在水平和垂直方向上的結構變化進行了分類和簡述。背景介紹基于絕緣體上硅（SOI）結構的集成光學芯片是目前光通信領域的研究重點，得益于其與互補金屬氧化物半導體（CMOS）制作工藝兼容。

圖4GRIN透鏡焦距Lf與耦合損耗的關系2、EME仿真：獨立優化互補錐結構，分析其模式轉換效率，分析模場演化，確定 與 的最佳范圍，確保模式平滑轉換。3、3D-FDTD仿真：驗證整個邊緣耦合器的性能，確保各部分協同工作的有效性。

本文將設計一個光柵耦合器，將光子芯片表面上的單模光纖連接到集成波導。內置粒子群優化工具用于最大化耦合效率，并使用組件S參數在 INTERCONNECT 中創建緊湊模型。還演示了如何使用 CML 編譯器提取這些參數以生成緊湊模型。

在計算中，小編也發現側壁垂直的模型建立起來比較簡單，得出的結果也比較好，如下圖所示，定向耦合的兩個端口耦合效率區分度非常高的，波長1550nm處的區分度可以達到100%。此時的光場分布也顯示出定向耦合器的單向性。 （二）側壁傾斜然而，當保持其他參數不變的條件下，使得鈮酸鋰波導側壁從垂直變化到傾斜，情況卻發生比較大變化。

本期是Lumerical系列中無源器件專題-端面耦合器第三期。本期主要展示從設計端面耦合器，到參數優化以實現模式的最大耦合效率，最后利用端面耦合器的S參數在INTERCONNECT中生成緊湊模型的整個流程。引言集成光子芯片中光的輸入和輸出有兩種常用方法，即通過光柵耦合器或端面耦合器。

借助光柵耦合器和微透鏡，實現光從光纖向波導的傳播與耦合使用Lumerical亞波長模型插件對可變入射光的衍射反射進行仿真，并在Speos軟件中創建光譜錐光圖動畫超透鏡的設計和仿真仿真軟件可以顯示光如何穿過具有不同元原子布局和尺寸的超透鏡，然后導出用于制造的設計數據。這些仿真技術，可用于開發增強現實和緊湊型投影儀應用的透鏡。

源 DLL 使用Lambertian_Overfill.dll，其大小與第一個耦合光柵處的幻燈片和目標瞳孔相匹配?；脽羝皇且粋€用于測試圖像質量的二維碼。在波導的輸出端，構建了一個簡單的攝像系統來模擬人眼接收到的圖像。這包括 3 個物體、一個近軸透鏡、一個環形和一個位于近軸透鏡焦平面的檢測器矩形。近軸透鏡將無限遠處的物體圖像聚焦到焦平面上的檢測器矩形上。

本期是Lumerical系列中無源器件專題-端面耦合器第二期。本期主要基于一種十字型異質多芯波導的端面耦合器進行詳盡分析，并通過Ansys Lumerical MODE模塊中的FDE Solver 和EME Solver，對波導的寬度和波導之間的距離以及劈尖波導的長度和相對位置進行優化，最終實現了與高數值孔徑光纖（HNAF）的高效率耦合。

源 DLL 使用Lambertian_Overfill.dll，其大小與第一個耦合光柵處的幻燈片和目標瞳孔相匹配。幻燈片只是一個用于測試圖像質量的二維碼。在波導的輸出端，構建了一個簡單的攝像系統來模擬人眼接收到的圖像。這包括 3 個物體、一個近軸透鏡、一個環形和一個位于近軸透鏡焦平面的檢測器矩形。近軸透鏡將無限遠處的物體圖像聚焦到焦平面上的檢測器矩形上。

本文采用強大的物理光學仿真工具VirtualLab Fusion 2023.1（Build 1.558）軟件，設計優化了硅基微透鏡陣列，實現1143 μm間距光纖陣列的高精度耦合。最終，所設計的微透鏡經制造驗證，在3 dB插入損耗條件下展現出優異的聚焦能力。該微透鏡陣列耦合系統在傳輸約300 mm距離后，可生成28個直徑約1mm（光束1/e2直徑）的聚焦光斑，顯著擴展了波長選擇開關的端口數量。

本文采用強大的物理光學仿真工具VirtualLab Fusion 2023.1（Build 1.558）軟件，設計優化了硅基微透鏡陣列，實現1143 μm間距光纖陣列的高精度耦合。最終，所設計的微透鏡經制造驗證，在3 dB插入損耗條件下展現出優異的聚焦能力。該微透鏡陣列耦合系統在傳輸約300 mm距離后，可生成28個直徑約1mm（光束1/e2直徑）的聚焦光斑，顯著擴展了波長選擇開關的端口數量。

建模任務 任務： 生成探測器來評估給定視場（FOV）的波導耦合光柵的性能（平均效率，均勻性）。 探測器可用于分析透射或反射模式下的指定衍射級。

概覽 增強現實(AR)是一種將屏幕上的虛擬世界與現實場景相結合的技術，使用Ansys的完整光學解決方案來設計和分析瞳孔擴展器EPE衍射光柵構成的AR系統，將Zemax OpticStudio的光學透鏡系統信息和Lumerical的光柵信息導入到Speos中，對這些系統進行系統級性能分析，使用Speos在3D環境中模擬整個AR光學系統時，這個互操作性工作流捕獲了光柵微結構和透鏡的宏觀結構之間的相互作用

Ansys Lumerical 2023R2新版本正式發布！主要集中在光子學多物理場求解器增強，FDTD GPU 加速支持，超透鏡流程優化，鈮酸鋰調制器支持，光子集成電路仿真能力增強， GUI增強和云計算支持等。 光子學核心技術 1、RCWA 功能增強?新增 RCWA求解器下的電磁場監視器，用于更多類似超透鏡的仿真驗證需求。