☰
OghmaNano, tek boyutlu levha dalga kılavuzları, iki boyutlu dielektrik dalga kılavuzları ve daha karmaşık enine kesit optik yapılarında yönlendirilen temel modları hesaplamak için kullanılan gelişmiş bir optik mod çözümleyici içerir. Bu çözümleyici, entegre fotonik, levha dalga kılavuzları, dielektrik kılavuzlar, fiberler ve yapılandırılmış optik enine kesitler gibi problemler için tasarlanmıştır. Çözümleyici, ışığı zaman içinde yaymak yerine, belirli bir kırılma indisi profilinde var olabilecek durağan alan dağılımlarını ve bunlarla ilişkili yayılma sabitlerini ve etkin kırılma indislerini bulur.OghmaNano, tek boyutlu levha dalga kılavuzları, iki boyutlu dielektrik dalga kılavuzları ve daha karmaşık enine kesit optik yapılarında yönlendirilen temel modları hesaplamak için kullanılan gelişmiş bir optik mod çözümleyici içerir. Bu çözümleyici, entegre fotonik, levha dalga kılavuzları, dielektrik kılavuzlar, fiberler ve yapılandırılmış optik enine kesitler gibi problemler için tasarlanmıştır. Çözümleyici, ışığı zaman içinde yaymak yerine, belirli bir kırılma indisi profilinde var olabilecek durağan alan dağılımlarını ve bunlarla ilişkili yayılma sabitlerini ve etkin kırılma indislerini bulur.
Aynı mod çözme yöntemi, 1 boyutlu ince film dalga kılavuzları, 2 boyutlu ince film ve kutu tipi dalga kılavuzları ve 2 boyutlu karmaşık dalga kılavuzu kesitleri için kullanılabilir. Çözücü, doğrudan enine kırılma indisi dağılımıyla çalıştığı için, kırılma indisi farkı sayesinde ışığı yönlendiren yapılardaki mod sınırlaması, polarizasyon bağımlılığı, kesme frekansı davranışı ve alan desenlerinin incelenmesi için özellikle faydalıdır.Aynı mod çözme yöntemi, 1 boyutlu ince film dalga kılavuzları, 2 boyutlu ince film ve kutu tipi dalga kılavuzları ve 2 boyutlu karmaşık dalga kılavuzu kesitleri için kullanılabilir. Çözücü, doğrudan enine kırılma indisi dağılımıyla çalıştığı için, kırılma indisi farkı sayesinde ışığı yönlendiren yapılardaki mod sınırlaması, polarizasyon bağımlılığı, kesme frekansı davranışı ve alan desenlerinin incelenmesi için özellikle faydalıdır.
Kullanıcı, katman düzenleyici aracılığıyla veya üç boyutlu ortamdaki serbest nesneleri kullanarak kırılma indisi profilini tanımlayabilir ve ardından Mod Hesaplayıcı aracılığıyla çözücüyü yapılandırabilir. Uygulamada bu, basit bir öğretim örneğinden başlayarak, aynı iş akışı ve çözücü ortamı içinde kalarak, gerçekçi bir entegre fotonik veya fiber tipi kesit oluşturmayı mümkün kılar.Kullanıcı, katman düzenleyici aracılığıyla veya üç boyutlu ortamdaki serbest nesneleri kullanarak kırılma indisi profilini tanımlayabilir ve ardından Mod Hesaplayıcı aracılığıyla çözücüyü yapılandırabilir. Uygulamada bu, basit bir öğretim örneğinden başlayarak, aynı iş akışı ve çözücü ortamı içinde kalarak, gerçekçi bir entegre fotonik veya fiber tipi kesit oluşturmayı mümkün kılar.
Optik mod çözücü, Maxwell denklemlerinin enine düzlemdeki kılavuzlu çözümlerini bulur. Skaler enine-elektrik formülasyonu için, temel denklem şu şekilde yazılabilir:Optik mod çözücü, Maxwell denklemlerinin enine düzlemdeki kılavuzlu çözümlerini bulur. Skaler enine-elektrik formülasyonu için, temel denklem şu şekilde yazılabilir:
\[ \nabla_{\perp}^{2} E + \left(k_{0}^{2} n^{2} - \beta^{2}\right)E = 0 \] \[ \nabla_{\perp}^{2} E + \left(k_{0}^{2} n^{2} - \beta^{2}\right)E = 0 \]
transvers manyetik formülasyon için çözümleyici şu yöntemi kullanır:transvers manyetik formülasyon için çözümleyici şu yöntemi kullanır:
\[ \nabla_{\perp}\!\cdot\!\left(\frac{1}{n^{2}} \nabla_{\perp} H\right) + \left(k_{0}^{2} - \frac{\beta^{2}}{n^{2}}\right)H = 0 \] \[ \nabla_{\perp}\!\cdot\!\left(\frac{1}{n^{2}} \nabla_{\perp} H\right) + \left(k_{0}^{2} - \frac{\beta^{2}}{n^{2}}\right)H = 0 \]
Burada \( \nabla_{\perp} \), yayılma yönüne dik olan düzlemde etki gösterir; \(n(x,y)\), kırılma indisi dağılımını; \(k_0\), boşluktaki dalga sayısını; ve \( \beta \), modun yayılma sabitini temsil eder. Bu özdeğer probleminin çözümü, alan profilini ve etkin indeksi \(n_{\mathrm{eff}}=\beta/k_0\) verir.Burada \( \nabla_{\perp} \), yayılma yönüne dik olan düzlemde etki gösterir; \(n(x,y)\), kırılma indisi dağılımını; \(k_0\), boşluktaki dalga sayısını; ve \( \beta \), modun yayılma sabitini temsil eder. Bu özdeğer probleminin çözümü, alan profilini ve etkin indeksi \(n_{\mathrm{eff}}=\beta/k_0\) verir.
İşte bu özellik, mod çözümleyicisini yönlendirilmiş dalga optiği için kullanışlı kılan şeydir: geçici bir durumu simüle etmek yerine, doğrudan bir yapının desteklediği optik durumları bulur. Bu çözümlerden yola çıkarak, bir modun yönlendirilip yönlendirilmediği veya zayıf bir şekilde sınırlanıp sınırlanmadığı, TE veya TM benzeri olup olmadığı ve sınırlamanın geometri veya dalga boyu ile nasıl değiştiği belirlenebilir.İşte bu özellik, mod çözümleyicisini yönlendirilmiş dalga optiği için kullanışlı kılan şeydir: geçici bir durumu simüle etmek yerine, doğrudan bir yapının desteklediği optik durumları bulur. Bu çözümlerden yola çıkarak, bir modun yönlendirilip yönlendirilmediği veya zayıf bir şekilde sınırlanıp sınırlanmadığı, TE veya TM benzeri olup olmadığı ve sınırlamanın geometri veya dalga boyu ile nasıl değiştiği belirlenebilir.
Çözücü, hem enine elektrik (TE) hem de enine manyetik (TM) polarizasyonlarını destekler. Düzlemsel ve dielektrik dalga kılavuzlarında, bu iki polarizasyon, ilgili alan süreklilik koşulları farklı olduğu için arayüzlerde farklı davranışlar sergiler. Sonuç olarak, TE ve TM modları, aynı yapıda bile hafif farklı etkin kırılma indislerine, sınırlama gücüne ve arayüz davranışına sahip olabilir.Çözücü, hem enine elektrik (TE) hem de enine manyetik (TM) polarizasyonlarını destekler. Düzlemsel ve dielektrik dalga kılavuzlarında, bu iki polarizasyon, ilgili alan süreklilik koşulları farklı olduğu için arayüzlerde farklı davranışlar sergiler. Sonuç olarak, TE ve TM modları, aynı yapıda bile hafif farklı etkin kırılma indislerine, sınırlama gücüne ve arayüz davranışına sahip olabilir.
Basit bir dalga kılavuzunda, en düşük dereceli mod genellikle en güçlü şekilde sınırlanır ve çekirdek boyunca herhangi bir iç düğümü bulunmaz; bu durum Şekil ?? içinde gösterilmiştir. Dalga boyu veya çekirdek kalınlığı değiştikçe, daha yüksek dereceli modlar ortaya çıkabilir ve dalga kılavuzu boyunca birden fazla lob gösterebilir; bu durum Şekil ?? içinde gösterilmiştir. Bu daha yüksek dereceli çözümler, özellikle mod kesme frekansını öğretirken ve optik dalga kılavuzlarında sınırlamanın nasıl geliştiğini anlamak için kullanışlıdır.Basit bir dalga kılavuzunda, en düşük dereceli mod genellikle en güçlü şekilde sınırlanır ve çekirdek boyunca herhangi bir iç düğümü bulunmaz; bu durum Şekil ?? içinde gösterilmiştir. Dalga boyu veya çekirdek kalınlığı değiştikçe, daha yüksek dereceli modlar ortaya çıkabilir ve dalga kılavuzu boyunca birden fazla lob gösterebilir; bu durum Şekil ?? içinde gösterilmiştir. Bu daha yüksek dereceli çözümler, özellikle mod kesme frekansını öğretirken ve optik dalga kılavuzlarında sınırlamanın nasıl geliştiğini anlamak için kullanışlıdır.
İki boyutlu sistemlerde, aynı prensipler hem enine hem de boyuna yönde sınırlama uygulanan dalga kılavuzlarına uygulanabilir. Bu, çözümleyicinin daha gerçekçi fotonik yapıları, örneğin kutu şeklinde dielektrik kılavuzları ve alanın asimetrik hale gelebileceği veya geometrik etkilerle bozulabileceği karmaşık kesit alanlarına sahip yapıları ele almasını sağlar. Örnekler Şekil ?? ve Şekil ?? bölümlerinde gösterilmiştir.İki boyutlu sistemlerde, aynı prensipler hem enine hem de boyuna yönde sınırlama uygulanan dalga kılavuzlarına uygulanabilir. Bu, çözümleyicinin daha gerçekçi fotonik yapıları, örneğin kutu şeklinde dielektrik kılavuzları ve alanın asimetrik hale gelebileceği veya geometrik etkilerle bozulabileceği karmaşık kesit alanlarına sahip yapıları ele almasını sağlar. Örnekler Şekil ?? ve Şekil ?? bölümlerinde gösterilmiştir.
Mod çözücü, daha geniş OghmaNano optik iş akışına doğal bir şekilde entegre olur. Basit levha yapıları, her bir katmanın kırılma indisi ve kalınlığının ışığın hapsedilip hapsedilemeyeceğini belirlediği katman düzenleyicide tanımlanabilir. Daha karmaşık iki boyutlu yapılar, sahneye yerleştirilen nesnelerden oluşturulabilir; bu sayede fiber benzeri kılavuzlar, merkez dışı eklemeler ve diğer katmanlı olmayan geometrilerin modellenmesi mümkün hale gelir.Mod çözücü, daha geniş OghmaNano optik iş akışına doğal bir şekilde entegre olur. Basit levha yapıları, her bir katmanın kırılma indisi ve kalınlığının ışığın hapsedilip hapsedilemeyeceğini belirlediği katman düzenleyicide tanımlanabilir. Daha karmaşık iki boyutlu yapılar, sahneye yerleştirilen nesnelerden oluşturulabilir; bu sayede fiber benzeri kılavuzlar, merkez dışı eklemeler ve diğer katmanlı olmayan geometrilerin modellenmesi mümkün hale gelir.
Geometri tanımlandıktan sonra, kullanıcı Mod Hesaplayıcı aracılığıyla çözümleyiciyi yapılandırır. Bu aşamada polarizasyon, dalga boyu aralığı, çözümleyici toleransları ve öz mod arama ayarları belirtilir. Elde edilen alan profilleri, çıktı dizinine kaydedilir ve anlık görüntü görüntüleyici aracılığıyla incelenir; burada farklı modlar etkileşimli olarak sıralanabilir. Bu, çözümleyiciyi yalnızca bir tasarım aracı olarak değil, aynı zamanda yönlendirilmiş dalga fiziğini anlamak için görsel bir öğretim aracı olarak da kullanışlı kılar.Geometri tanımlandıktan sonra, kullanıcı Mod Hesaplayıcı aracılığıyla çözümleyiciyi yapılandırır. Bu aşamada polarizasyon, dalga boyu aralığı, çözümleyici toleransları ve öz mod arama ayarları belirtilir. Elde edilen alan profilleri, çıktı dizinine kaydedilir ve anlık görüntü görüntüleyici aracılığıyla incelenir; burada farklı modlar etkileşimli olarak sıralanabilir. Bu, çözümleyiciyi yalnızca bir tasarım aracı olarak değil, aynı zamanda yönlendirilmiş dalga fiziğini anlamak için görsel bir öğretim aracı olarak da kullanışlı kılar.
Çünkü kırılma indisi dağılımı uzayda önemli ölçüde değişebilir, bu nedenle ağın kalitesi önemini korur. Yüksek kontrastlı arayüzleri, dar çekirdekleri ve keskin alan gradyanlarını çözmek için yeterince ince bir optik ağa ihtiyaç vardır. Uygulamada, mod çözücü bu nedenle hem \(n_{\mathrm{eff}}\)'in hesaplanması için kullanılan sayısal bir araç hem de optik yapının istenen mod desenini destekleyip desteklemediğini kontrol etmek için kullanılan bir teşhis aracı olarak işlev görür.Çünkü kırılma indisi dağılımı uzayda önemli ölçüde değişebilir, bu nedenle ağın kalitesi önemini korur. Yüksek kontrastlı arayüzleri, dar çekirdekleri ve keskin alan gradyanlarını çözmek için yeterince ince bir optik ağa ihtiyaç vardır. Uygulamada, mod çözücü bu nedenle hem \(n_{\mathrm{eff}}\)'in hesaplanması için kullanılan sayısal bir araç hem de optik yapının istenen mod desenini destekleyip desteklemediğini kontrol etmek için kullanılan bir teşhis aracı olarak işlev görür.
Optik mod çözücü, çok çeşitli kılavuzlu dalga problemlerinde kullanılabilir. En basit haliyle, TE/TM polarizasyon davranışı, kesim koşulları ve daha yüksek dereceli modların ortaya çıkışı dahil olmak üzere, düz dalga kılavuzu fiziğini incelemek için idealdir. Bu, onu hem temel fotonik öğretimi için hem de katmanlı dielektrik sistemlerde hızlı tasarım kontrolleri için kullanışlı kılar.Optik mod çözücü, çok çeşitli kılavuzlu dalga problemlerinde kullanılabilir. En basit haliyle, TE/TM polarizasyon davranışı, kesim koşulları ve daha yüksek dereceli modların ortaya çıkışı dahil olmak üzere, düz dalga kılavuzu fiziğini incelemek için idealdir. Bu, onu hem temel fotonik öğretimi için hem de katmanlı dielektrik sistemlerde hızlı tasarım kontrolleri için kullanışlı kılar.
İki boyutlu ortamda, çözümleyici, entegre fotonik dalga kılavuzları, dielektrik kılavuzlar, oluklu veya kutu şeklindeki kılavuzlar ve fiber benzeri yapılar için kullanışlı hale gelir. Tam enine alan dağılımının mevcut olması sayesinde, kullanıcı mod şeklini, alan simetrisini, hapsi ve sızıntıyı doğrudan inceleyebilir. Bu, özellikle daha geniş fotonik cihaz iş akışlarında kullanmadan önce optik kesitlerin doğrulanması açısından önemlidir.İki boyutlu ortamda, çözümleyici, entegre fotonik dalga kılavuzları, dielektrik kılavuzlar, oluklu veya kutu şeklindeki kılavuzlar ve fiber benzeri yapılar için kullanışlı hale gelir. Tam enine alan dağılımının mevcut olması sayesinde, kullanıcı mod şeklini, alan simetrisini, hapsi ve sızıntıyı doğrudan inceleyebilir. Bu, özellikle daha geniş fotonik cihaz iş akışlarında kullanmadan önce optik kesitlerin doğrulanması açısından önemlidir.
Bu çözümleyici aynı zamanda geometri ve simülasyon arasında pratik bir köprü görevi görmektedir. Ana OghmaNano ortamında oluşturulan yapılar, diğer optik hesaplamalarda kullanılmadan önce modal destek açısından hızlı bir şekilde kontrol edilebilir. Bu anlamda, mod çözümleyici sadece bir öğretim modülü değil, aynı zamanda optik tasarım araç zincirinin pratik bir parçasıdır.Bu çözümleyici aynı zamanda geometri ve simülasyon arasında pratik bir köprü görevi görmektedir. Ana OghmaNano ortamında oluşturulan yapılar, diğer optik hesaplamalarda kullanılmadan önce modal destek açısından hızlı bir şekilde kontrol edilebilir. Bu anlamda, mod çözümleyici sadece bir öğretim modülü değil, aynı zamanda optik tasarım araç zincirinin pratik bir parçasıdır.
OghmaNano, optik mod çözücü için hazırlanmış, adım adım ilerleyen bir dizi eğitim içeriği sunar. Bu eğitimler, kullanıcıları basit, tek boyutlu dalga kılavuzlarından başlayarak iki boyutlu dalga kılavuzlarına ve daha karmaşık kesitlere doğru yönlendirir. Hem yeni kullanıcılar için hızlı bir başlangıç noktası olması hem de fotonik alanındaki sorunlara yönelik pratik örnekler sunması amaçlanmıştır.OghmaNano, optik mod çözücü için hazırlanmış, adım adım ilerleyen bir dizi eğitim içeriği sunar. Bu eğitimler, kullanıcıları basit, tek boyutlu dalga kılavuzlarından başlayarak iki boyutlu dalga kılavuzlarına ve daha karmaşık kesitlere doğru yönlendirir. Hem yeni kullanıcılar için hızlı bir başlangıç noktası olması hem de fotonik alanındaki sorunlara yönelik pratik örnekler sunması amaçlanmıştır.
Faydalı başlangıç noktaları arasında 1B'li dalga kılavuzu mod çözümleyici öğreticisi, 2B'li dalga kılavuzu öğreticisi ve 2B'li karmaşık dalga kılavuzu öğreticisi bulunmaktadır. Birlikte değerlendirildiğinde, bu öğreticiler aynı çözümleyicinin TE/TM karşılaştırması, mod kesme çalışmaları, enine alan incelemesi ve katmanlar yerine nesnelerle tanımlanan daha karmaşık geometriler için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.Faydalı başlangıç noktaları arasında 1B'li dalga kılavuzu mod çözümleyici öğreticisi, 2B'li dalga kılavuzu öğreticisi ve 2B'li karmaşık dalga kılavuzu öğreticisi bulunmaktadır. Birlikte değerlendirildiğinde, bu öğreticiler aynı çözümleyicinin TE/TM karşılaştırması, mod kesme çalışmaları, enine alan incelemesi ve katmanlar yerine nesnelerle tanımlanan daha karmaşık geometriler için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.
Bir mod çözücü örneğini deneyin.Bir mod çözücü örneğini deneyin.
Öncelikle 1B boyutlu dalga kılavuzu öğreticisi ile hızlı bir giriş yapın, ardından 2B boyutlu dalga kılavuzları ve karmaşık iki boyutlu dalga kılavuzları konularına geçin.Öncelikle 1B boyutlu dalga kılavuzu öğreticisi ile hızlı bir giriş yapın, ardından 2B boyutlu dalga kılavuzları ve karmaşık iki boyutlu dalga kılavuzları konularına geçin.
Bu örnekler, yapıları nasıl tanımlayacağınızı, özmod analizini nasıl çalıştıracağınızı ve elde edilen alan profillerini anlık görüntü görüntüleyici içinde doğrudan nasıl inceleyeceğinizi göstermektedir.Bu örnekler, yapıları nasıl tanımlayacağınızı, özmod analizini nasıl çalıştıracağınızı ve elde edilen alan profillerini anlık görüntü görüntüleyici içinde doğrudan nasıl inceleyeceğinizi göstermektedir.