【lumerical】获取lumerical材料库中材料的有效折射率(波长范围内)

wavelength=linspace(0.4,0.8,401);  #设定选取波段,采样数量

f = c/(wavelength*1e-6); # 计算频率,国际单位制

i = getindex('Si (Silicon) - Palik', f); #读取折射率

i = real(i); #读取折射率实部

matlabsave('index',i); #保存到matlab

#lumerical script

 

### 使用 Lumerical 软件进行光波导基模分布仿真计算 #### 设置仿真环境 为了进行光波导基模分布的仿真计算,需先创建一个新的 FDE (FDTD eigenmode) 项目。在材料库中定义所需材料属性,对于 SOI 波导而言,核心层采用硅(Si),其折射率为3.47;上下包层则选用二氧化硅(SiO₂)折射率为1.44[^1]。 #### 构建几何结构 构建二维横截面视图下的波导结构,设定波导宽度与高度参数。确保波导周围有足够的空间填充二氧化硅作为包层部分,以真实反映器件的实际尺寸比例。 #### 定义模式求解器区域 围绕着所设计的波导放置一个矩形框作为模式求解域,并调整该框大小至适当范围以便捕捉全部感兴趣的模式特征。在此区域内应用完美匹配层(PML)边界条件来提升仿真的准确性与稳定性[^3]。 #### 配置光源和监测器 配置光源时指定中心工作波长为1.55 μm以及扫描范围从0到1.2 μm。添加模式扩展监视器用于记录沿传播方向上的电场强度分布情况,这有助于后续分析各阶模式特性[^2]。 #### 执行仿真与数据分析 启动仿真流程后等待完成。通过查看结果文件夹内存储的数据集可直观观察到不同波长条件下基模(通常是TE0或TM0模式)的空间分布形态及其对应的归一化功率流密度图像。利用内置工具进一步提取有效折射率等重要参量信息[^5]。 ```matlab % MATLAB代码片段展示如何读取并绘制Lumerical输出的结果数据 data = load('simulation_results.mat'); % 加载保存有仿真结果的.mat文件 wavelengths = data.wavelength; % 获取波长数组 effective_index = data.effectiveIndex; % 获取有效折射率数组 figure; plot(wavelengths, effective_index); xlabel('Wavelength (\mu m)'); ylabel('Effective Index'); title('Effective Refractive Index vs Wavelength'); grid on; ```
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