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嗨親愛的小伙伴們再次碰面啦，鑒于近期大家主要對于耦合機理及耦合光源的要求比較高，在本期我所講述的model是基于七芯波導構建成波導耦合器的案例，從本案例的講述可以幫助大家對于模式耦合基本理念有一個較為基礎性的學習。

因此，通過Ansys Lumerical MODE模塊中的FDE Solver仿真了絕熱型定向耦合器的有效折射率與構成定向耦合器的上下波導（下端波導為Si劈尖波導，上端波導為 劈尖波導）的有效折射率的差值，通過分析比較二者的折射率差值大小來確定絕熱型定向耦合器2根劈尖波導的形狀，以達到最優的模斑轉換效率。

轉換設計的方式有很多，按結構類型可劃分為：空間耦合轉換、過渡結構轉換和匹配網絡轉換等。1、空間耦合轉換：這種轉換通常用于微帶線等平面波導和類似矩形波導的腔體波導之間的轉換，通過特殊的尺寸設計，將微帶探針E/H面的準TEM模式的電磁波耦合在矩形波導內部，進而實現信號的模式轉換和傳輸。

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。

用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器 我們提供了一種自定義的探測器，可以在用戶定義的入射角范圍內計算光柵衍射效率，并給出效率的平均值和對比度。

介紹 在高約束芯片上與亞微米波導上耦合光的兩種主要方法是光柵或錐形耦合器。[1]耦合器由高折射率比材料組成，是基于具有納米尺寸尖端的短錐形。[2]錐形耦合器實際上是光纖和亞微米波導之間的緊湊模式轉換器。[2]錐形耦合器可以是線性[1]或拋物線性[2]過渡。

介紹在高約束芯片上與亞微米波導上耦合光的兩種主要方法是光柵或錐形耦合器。[1]耦合器由高折射率比材料組成，是基于具有納米尺寸尖端的短錐形。[2]錐形耦合器實際上是光纖和亞微米波導之間的緊湊模式轉換器。[2]錐形耦合器可以是線性[1]或拋物線性[2]過渡。

例如用于光柵結構配置的用戶友好的工作流程，用于光柵分析的嚴格傅里葉模態算法(FMM)，以及參數優化方法和一些針對光波導的系統設計方法。 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。

例如用于光柵結構配置的用戶友好的工作流程，用于光柵分析的嚴格傅里葉模態算法(FMM)，以及參數優化方法和一些針對光波導的系統設計方法。 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。

從集成光學到現代顯示技術，在如今各種應用中光波導結構起著重要作用。因此，所有基于光波導的應用中，將光耦合出或耦合入光波導是關注的問題。這些任務通常用衍射光柵實現，因為它們可以使用現代制造技術與光波導集成。在VirtualLab Fusion中，可以使用傅立葉模態法（FMM）嚴格計算耦合效率。

因此，小編在這篇的推文通過一個鈮酸鋰基的定向耦合器來說明面對這種情況要如何建模分析。關鍵詞：鈮酸鋰；定向耦合器；側壁刻蝕鈮酸鋰(Lithium Niobate)，是各向異性的晶體，因此在仿真中需要考慮這一性質。由于x-cut鈮酸鋰是最常使用的，所以在這篇推文中考慮x-cut的鈮酸鋰折射率數據。

介紹 在高約束芯片上與亞微米波導上耦合光的兩種主要方法是光柵或錐形耦合器。[1]耦合器由高折射率比材料組成，是基于具有納米尺寸尖端的短錐形。[2]錐形耦合器實際上是光纖和亞微米波導之間的緊湊模式轉換器。[2]錐形耦合器可以是線性[1]或拋物線性[2]過渡。

介紹 在高約束芯片上與亞微米波導上耦合光的兩種主要方法是光柵或錐形耦合器。[1] 耦合器由高折射率比材料組成，是基于具有納米尺寸尖端的短錐形。[2] 錐形耦合器實際上是光纖和亞微米波導之間的緊湊模式轉換器。[2] 錐形耦合器可以是線性[1]或拋物線性[2]過渡。

介紹 在高約束芯片上與亞微米波導上耦合光的兩種主要方法是光柵或錐形耦合器。[1] 耦合器由高折射率比材料組成，是基于具有納米尺寸尖端的短錐形。[2] 錐形耦合器實際上是光纖和亞微米波導之間的緊湊模式轉換器。[2] 錐形耦合器可以是線性[1]或拋物線性[2]過渡。

圖4 基于亞波長光柵的端面耦合器端面耦合器在垂直方向上的結構變換1. 多個波導輔助的端面耦合器圖5是在倒錐形上方放置多個波導以獲得較大模態面積的方法。上方波導通常由折射率低于硅的材料制成，如氮化硅和氮氧化硅。下方的倒錐形波導與上方輔助波導支持疊加模式，使得模式區域變大并于光纖纖芯的模式區域相當，有助于更高效與光纖發出的光進行耦合。

圖4 基于亞波長光柵的端面耦合器端面耦合器在垂直方向上的結構變換1. 多個波導輔助的端面耦合器圖5是在倒錐形上方放置多個波導以獲得較大模態面積的方法。上方波導通常由折射率低于硅的材料制成，如氮化硅和氮氧化硅。下方的倒錐形波導與上方輔助波導支持疊加模式，使得模式區域變大并于光纖纖芯的模式區域相當，有助于更高效與光纖發出的光進行耦合。

本課程描述了如何創建一個MMI星型耦合器。該星型耦合器是對簡單MMI耦合器(教程2：創建一個簡單多模干涉星型（下文簡稱為MMI）耦合器)的進一步改進。它是由一個輸入波導、一個MMI耦合器以及四個輸出波導組成。

上海交通大學的智能顯示實驗室（sdl.sjtu.edu.cn），提出了一種基于五通道波導及二維擴瞳器的近眼顯示。如圖1所示，其基本架構由（1）五通道波導、（2）入耦合光柵（ICG）、（3）出耦合光柵（OCG）所組成。其核心設計思路為將通道1/2/3/4/5的入耦合光柵置于僅包含子視場1/2/3/4/5的獨立區域內，從而實現五通道的視場分割。

本期文章參考文獻[1]設計了一個基于絕緣體上硅（SOI）結構的端面耦合器，該耦合器能高效地將光耦合進/出傳統SMF-28光纖，工作中心波長為1550 nm，其結構示意圖如圖1所示。 圖1 （a）端面耦合器結構示意圖；（b）橫截面示意圖如上圖所示，該端面耦合器包含3個 層，且硅波導采用倒錐形結構，用于將光場擴展成更大的波導模式，使其與光纖模式更兼容。

圖2 縱向功率分布與對應數據圖圖3是仿真中需要調節的參數，通過調節網格參數、仿真區域大小和仿真步長最后通過仿真可以得出頻譜圖，頻譜圖中Mon#8，Mon#9分別為兩根波導的輸出能量監視器，用來監測能量的變化。Mon#8，Mon#9的能量交替變化，符合雙芯能量耦合定律。從光譜圖中還可以更進一步可得到對比度，自由光譜范圍等信息，從而優化結構制備成波分復用器、耦合器、傳感器等光學器件。