聚焦高端光源芯片與光器件研發(fā)、封測(cè)，多項(xiàng)前沿技術(shù)亮相！

專題二

（在線直播五天）

RSoft光電器件設(shè)計(jì)仿真技術(shù)與應(yīng)用

（詳情內(nèi)容點(diǎn)擊查看）

2022年12月31日-2023年01月02日

2023年01月07日-2023年01月08日

專題三

（在線直播四天）

FDTD 時(shí)域有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法與應(yīng)用

（詳情內(nèi)容點(diǎn)擊查看）

2023年01月07日-2023年01月08日

2023年01月14日-2023年01月15日

案例一

光子晶體能帶分析、能譜計(jì)算、光纖模態(tài)計(jì)算、微腔腔膜求解

案例二

類比凝聚態(tài)領(lǐng)域魔角石墨烯的moiré 光子晶體建模以及物理分析

案例三

傳播表面等離激元和表面等離激元光柵等

案例四

超材料和超表面仿真設(shè)計(jì)，周期性超表面透射反射分析

案例五

光力、光扭矩、光鑷力勢(shì)場(chǎng)計(jì)算

案例六

波導(dǎo)模型（表面等離激元、石墨烯等）本征模式分析、各種類型波導(dǎo)傳輸效率求解

案例七

光-熱耦合案例

案例八

天線模型

案例九

二維材料如石墨烯建模

案例十

基于微納結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)增強(qiáng)生物探測(cè)

案例十一

散射體的散射,吸收和消光截面的計(jì)算

案例十二

拓?fù)涔庾訉W(xué)：拓?fù)溥吘墤B(tài)和高階拓?fù)浣菓B(tài)應(yīng)用仿真

案例十三

二硫化鉬的拉曼散射

案例十四

磁化的等離子體、各向異性的液晶、手性介質(zhì)的仿真

案例十五

光學(xué)系統(tǒng)的連續(xù)譜束縛態(tài)

案例十六

片上微納結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)(特殊情況下，利用二維系統(tǒng)來(lái)有效優(yōu)化三維問(wèn)題)

案例十七

形狀優(yōu)化反設(shè)計(jì)：利用形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)波導(dǎo)帶通濾波器

案例十八

非厄米光學(xué)系統(tǒng)的奇異點(diǎn)：包括PT對(duì)稱波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和光子晶體板系統(tǒng)等

案例十九

微納結(jié)構(gòu)的非線性增強(qiáng)效應(yīng)，以及共振模式的多極展開分析

案例二十

學(xué)員感興趣的其他案例

（二） 軟件操作系統(tǒng)教學(xué)：

COMSOL

軟件入門

初識(shí)COMSOL仿真——以多個(gè)具體的案例建立COMSOL仿真框架，建立COMSOL仿真思路，熟悉軟件的使用方法

COMSOL軟件基本操作

?  參數(shù)，變量，探針等設(shè)置方法、幾何建模

?  基本函數(shù)設(shè)置方法，如插值函數(shù)、解析函數(shù)、分段函數(shù)等

?  特殊函數(shù)的設(shè)置方法，如積分、求極值、求平均值等

?  高效的網(wǎng)格劃分

前處理和后處理的技巧講解

?  特殊變量的定義，如散射截面，微腔模式體積等

?  如何利用軟件的繪圖功能繪制不同類型的數(shù)據(jù)圖和動(dòng)畫

?  數(shù)據(jù)和動(dòng)畫導(dǎo)出

不同類型求解器的使用場(chǎng)景和方法

COMSOL

軟件進(jìn)階

COMSOL中RF、波動(dòng)光學(xué)模塊仿真基礎(chǔ)

?  COMSOL中求解電磁場(chǎng)的步驟

?  RF、波動(dòng)光學(xué)模塊的應(yīng)用領(lǐng)域

RF、波動(dòng)光學(xué)模塊內(nèi)置方程解析推導(dǎo)

?  亥姆霍茲方程在COMSOL中的求解形式

?  RF方程弱形式解析，以及修改方法(模擬特殊本構(gòu)關(guān)系的物質(zhì))

?  深入探索從模擬中獲得的結(jié)果

（如電磁場(chǎng)分布、功率損耗、傳輸和反射、阻抗和品質(zhì)因子等）

邊界條件和域條件的使用方法

?  完美磁導(dǎo)體和完美電導(dǎo)體的作用和使用場(chǎng)景

?  阻抗邊界條件、過(guò)度邊界條件、散射邊界條件、周期性邊界條件的作用

?  求解域條件：完美匹配層的理論基礎(chǔ)和使用場(chǎng)景、 PML網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)

?  遠(yuǎn)場(chǎng)域和背景場(chǎng)域的使用

?  端口使用場(chǎng)景和方法

波束包絡(luò)物理場(chǎng)的使用詳解

波源設(shè)置

?  散射邊界和端口邊界的使用方法和技巧（波失方向和極化方向設(shè)置、S參數(shù)、反射率和透射率的計(jì)算和提取、高階衍射通道反射投射效率的計(jì)算）

?  頻域計(jì)算、時(shí)域計(jì)算

?  點(diǎn)源,如電偶極子和磁偶極子的使用方法

材料設(shè)置

?  計(jì)算模擬中各向同性,各向異性,金屬介電和非線性等材料的設(shè)置

?  二維材料,如石墨烯、MoS2的設(shè)置

特殊本構(gòu)關(guān)系材料的計(jì)算模擬(需要修改內(nèi)置的弱表達(dá)式)

網(wǎng)格設(shè)置

?  精確仿真電磁場(chǎng)所需的網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)

?  網(wǎng)格的優(yōu)化

案列教學(xué)

COMSOL WITH MATLAB功能簡(jiǎn)介

? COMSOL WITH MATLAB 進(jìn)行復(fù)雜的物理場(chǎng)或者集合模型的建立(如超表面波前的衍射計(jì)算)

? COMSOL WITH MATLAB 進(jìn)行復(fù)雜函數(shù)的設(shè)置(如石墨烯電導(dǎo)函數(shù)的設(shè)置和仿真)

?  COMSOL WITH MATLAB 進(jìn)行高級(jí)求解運(yùn)算和后處理

?  COMSOL WITH MATLAB求解具有色散材料的能帶

Rsoft基礎(chǔ)入門

1、RSoftCAD 使用方法

1.1 RSoftCAD界面的常規(guī)介紹，總體和局部器件參數(shù)的設(shè)置

1.2 不同2D、3D器件的建立方式

1.3 用戶自定義taper形的設(shè)置

1.4 用戶自定義profile折射率分布的設(shè)置

1.5 自定義材料參數(shù)的編輯，色散模型的建立

1.6 多邊形和其它常規(guī)器件的建立

1.7 器件中次層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)入，陣列光子晶體的產(chǎn)生等等

1.8 輸出圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)出及讀取

1.9 常規(guī)及特殊函數(shù)的使用

無(wú)源器件系列仿真

2、FullWAVE（FDTD）模塊學(xué)習(xí)

2.1   FullWAVE（FDTD）模塊的算法原理，使用原則，應(yīng)用范圍等

2.2   輸入場(chǎng)Launch設(shè)置的各種設(shè)置（包括時(shí)間空間設(shè)置）

2.3.監(jiān)測(cè)器的設(shè)置

2.3.1   各種場(chǎng)，能量等的單值及空間分布監(jiān)測(cè)

2.3.2   以及隨波長(zhǎng)或頻率變化輸出

2.3.3   監(jiān)測(cè)不同時(shí)間或空間下各種參數(shù)的時(shí)時(shí)分布狀態(tài)。

2.4   各種特性的測(cè)試和輸出（包括各種場(chǎng)的輸出，監(jiān)視器參數(shù)輸出）

2.5   輸出參數(shù)收斂的計(jì)算方法等

3、實(shí)例計(jì)算：

?  二維光子晶體光學(xué)微腔共振波譜

?  品質(zhì)因子及模態(tài)分布計(jì)算

?  輸入輸出參數(shù)、偶合/特別是overlap的理解及應(yīng)用

?  傳播功率、損耗等

?  光通過(guò)微器件后的透射、反射譜等

?  scan參數(shù)的使用，包括自定義參數(shù)設(shè)置

光纖波導(dǎo)、微波導(dǎo)、硅光電子器件模擬

4、BeamPROP（BPM）模塊學(xué)習(xí)

4.1   BeamPROP（BPM）算法原理介紹及應(yīng)用范圍

4.2 光源launch的設(shè)置（slabmode,fibermode等各種輸入源區(qū)別及使用）

4.3   pathway路徑的設(shè)置、各種monitor的區(qū)別及使用

4.4   輸出參數(shù)設(shè)置

4.5  模態(tài)的計(jì)算，兩種模態(tài)計(jì)算方法（iterative, correction）的區(qū)別及使用范圍

5、實(shí)例計(jì)算：

?  單模，多模光纖的模式計(jì)算

?  彎曲波導(dǎo)中的損耗計(jì)算

?  廣角傳輸時(shí)各種參數(shù)設(shè)置

?  各種半導(dǎo)體光器件，如硅波導(dǎo)偶合器等

?  Zehnder調(diào)制器、SOI光子探測(cè)器等進(jìn)行模擬分析

?  其他學(xué)員感興趣相關(guān)器件計(jì)算分析

?  scan參數(shù)的使用，包括自定義參數(shù)設(shè)置

多物理場(chǎng)情況下的計(jì)算分析

6、Multiphysics   的原理及應(yīng)用范圍

6.1   介紹幾種常見的影響光傳輸物多物理現(xiàn)象

（如熱光，電光及應(yīng)力等效應(yīng)對(duì)折射率的影響）

7、實(shí)例計(jì)算：結(jié)合beampro等算法計(jì)算，分析在以上幾中不同多物理效應(yīng)下，光傳播變化

光纖光柵結(jié)構(gòu)、光學(xué)模擬

8、Diffractmode模塊、Gratingmode模塊學(xué)習(xí)（結(jié)合beamprop進(jìn)行講解，并以不同專業(yè)方向?yàn)槔?，讓學(xué)員更系統(tǒng)理解模塊之間的關(guān)聯(lián)，以便更能靈活應(yīng)用）

8.1 Diffractmode模塊的原理及應(yīng)用領(lǐng)域

8.2 輸入光源及不同輸入位置設(shè)置

8.3 monitor原理及設(shè)置，包括可監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的物理原理

8.4 Gratingmode 模塊原理及應(yīng)用范圍

8.5 各種參數(shù)的設(shè)置

9、實(shí)例教學(xué)

?  計(jì)算周期性光柵結(jié)構(gòu)的衍射，反射，透射以及吸收。

?  以二維三維光柵為例，計(jì)算光的零級(jí)及多級(jí)反射，透射及衍射。

?  單波長(zhǎng)在器件中的場(chǎng)分布

?  多波長(zhǎng)在器件中的各種參數(shù)輸出

?  長(zhǎng)周期光纖光柵反射及透射的分析

短周期光纖光柵反射及透射的分析

FDTD基礎(chǔ)入門

1  FDTD Solutions 求解物理問(wèn)題的方法

1.1 FDTD與麥克斯韋方程 

1.2 FDTD中的網(wǎng)格化

2  FDTD Solutions 特點(diǎn)與應(yīng)用

3  FDTD功能與使用

?  主窗口——CAD人機(jī)交互界面

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）模擬編輯器:主標(biāo)題欄、工具條、實(shí)體對(duì)象樹實(shí)體對(duì)象庫(kù)、腳本提示與腳本編輯窗口

FDTD仿真流程

4  FDTD仿真通用流程

?  激勵(lì)光源選擇及設(shè)置（以左旋圓偏光的設(shè)置為例）

?  模擬的實(shí)體對(duì)象：基底、結(jié)構(gòu)（Structures）的選擇及設(shè)置

?  仿真區(qū)域及其設(shè)置（以區(qū)域大小設(shè)置及mesh選擇為例）

?  不同監(jiān)視器功能及使用（以超構(gòu)表面頻域功率監(jiān)視器設(shè)置為例）

?  材料庫(kù)與材料瀏覽器（以多晶硅與二氧化鈦的數(shù)據(jù)導(dǎo)入為例）

?  模擬計(jì)算與分析：資源管理、運(yùn)行模擬

結(jié)果分析：視覺化器使用Visualize、使用腳本進(jìn)行高級(jí)分析

FDTD仿真實(shí)例

5   FDTD仿真進(jìn)階技能

?  FDTD腳本操作基本技能

?  Matlab與FDTD的導(dǎo)入與導(dǎo)出

?  利用群組構(gòu)建復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)及復(fù)雜周期性結(jié)構(gòu)

?  利用腳本進(jìn)行復(fù)雜光源設(shè)置

實(shí)例內(nèi)容：

（一）波導(dǎo)截面本征模式分析

（二）利用導(dǎo)入光源進(jìn)行任意光源設(shè)置

（三）利用MATLAB計(jì)算結(jié)果及腳本設(shè)置超構(gòu)表面—生成全息圖形

（四）利用腳本構(gòu)建波導(dǎo)結(jié)構(gòu)

（五）設(shè)置Pancharatnam–Berry型超構(gòu)表面的結(jié)構(gòu)，單元旋向及位置

（六）通過(guò)相位疊加螺旋相位模擬生成漩渦光

（七）利用腳本的導(dǎo)出結(jié)果及MATLAB結(jié)果分析—偏振轉(zhuǎn)換效率計(jì)算

（八）超構(gòu)表面的透過(guò)率/聚焦效率的分析

（九）傳輸型超構(gòu)表面單元的結(jié)構(gòu)掃描與選取

（十）傳輸型超構(gòu)表面的相位分布設(shè)置

（十一）不同偏振態(tài)的光入射下，驗(yàn)證傳輸型超構(gòu)表面的偏振不敏感性

（十二）利用腳本由近場(chǎng)計(jì)算遠(yuǎn)場(chǎng)

模擬論文復(fù)現(xiàn)

5 PB型超構(gòu)表面設(shè)計(jì)：生成聚焦及渦旋光斑

----（根據(jù)發(fā)表在Science上的論文）

6 PB型超構(gòu)表面設(shè)計(jì)：生成Airy光束

----(根據(jù)發(fā)表在ACS NANO上的論文)

7 傳輸型超構(gòu)表面設(shè)計(jì)：生成Airy光束

----（根據(jù)發(fā)表在Photonics Research上的論文）

8 漸變耦合雙波導(dǎo)設(shè)計(jì)：波導(dǎo)本征模式轉(zhuǎn)換

----（根據(jù)發(fā)表在Physical Review Letters上的論文）

9 L型截面波導(dǎo)設(shè)計(jì)：不同偏振波導(dǎo)本征模式轉(zhuǎn)換

----（根據(jù)發(fā)表在Physical Review Letters上的論文）