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热仿真分析工具与微环谐振器温度稳定性验证方法

共计 30 章节
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01
热仿真基础
热传导 · 热对流与热辐射的基本物理机制 · 以及它们在微纳光子器件中的影响
热仿真基础热传导
02
微环谐振器原理
微环谐振器的基本结构 · 谐振条件 · 自由光谱范围(FSR)与品质因子(Q…
微环谐振器原理微环谐振器的基本…
03
温度对微环的影响
热光效应与热膨胀效应 · 温度变化导致谐振波长漂移的物理模型
温度对微环的影响热光效应
04
热仿真工具概述
主流热仿真软件(COMSOL · ANSYS · FloTHERM)对比
热仿真工具概述COMSOL
05
COMSOL Multiphysics入门
COMSOL界面介绍 · 模型向导 · 几何建模基础与材料属性定义
COMSOLMultiphysics
06
COMSOL热传导模块
固体传热物理场设置 · 边界条件(热通量 · 温度
COMSOL热传导模块
07
COMSOL电磁波模块
波动光学模块设置 · 端口激励与模式分析 · 用于计算微环的透射谱
COMSOL电磁波模块
08
多物理场耦合
COMSOL中热-结构-电磁多物理场…
多物理场耦合COMSOL
09
Python脚本控制COMSOL
使用MPh库或COMSOL Java…
PythonCOMSOL
10
几何参数化建模
在Python中定义微环半径 · 波导宽度 · 耦合间隙等参数
几何参数化建模Python
11
网格划分策略
针对微环谐振器的网格细化技巧 · 边界层网格与自适应网格的应用
网格划分策略针对微环谐振器的…
12
稳态热仿真
设置恒定热源与环境温度 · 求解微环的稳态温度分布
稳态热仿真设置恒定热源
13
瞬态热仿真
设置时变热源(如激光脉冲加热) · 求解微环的温度随时间变化过程
瞬态热仿真设置时变热源
14
热应力分析
温度梯度引起的热膨胀与应力分布 · 以及应力对折射率的影响(弹光效应)
热应力分析温度梯度引起的热…
15
谐振波长漂移计算
从仿真结果提取温度分布 · 结合热光系数计算有效折射率变化与波长…
谐振波长漂移计算从仿真结果提取温…
16
透射谱仿真
在COMSOL中扫描波长 · 计算不同温度下微环的透射谱曲线
透射谱仿真COMSOL
17
Python数据处理
使用NumPy与SciPy读取COM… · 拟合透射谱提取谐振波长与Q值
Python数据处理
18
温度稳定性指标
定义波长漂移系数(dλ/dT) · 温度灵敏度与稳定性容差范围
温度稳定性指标dT
19
验证方法一
实验对照法——搭建温控平台 · 测量不同温度下的透射谱 · 与仿真结果对比
验证方法一实验对照法
20
验证方法二
解析模型法——基于微环谐振方程与热光… · 推导理论漂移值并与仿真对比
验证方法二解析模型法
21
验证方法三
有限元收敛性分析——改变网格密度与时… · 验证仿真结果的数值稳定性
验证方法三有限元收敛性分析
22
参数扫描与优化
在Python中循环改变材料热光系数… · 分析对温度稳定性的影响
参数扫描优化
23
热管理设计
引入空气桥 · 悬空波导或高热导率衬底 · 降低微环的温度敏感性
热管理设计引入空气桥
24
主动温控方案
集成微型加热器与温度传感器 · 使用PID算法实现闭环温度锁定
主动温控方案集成微型加热器
25
Python-PID控制仿真
使用simple-pid库模拟温控系… · 验证微环在温度扰动下的锁定效果
Python-PID控制仿真
26
蒙特卡洛分析
考虑制造公差(尺寸 · 折射率) · 统计评估微环温度稳定性的鲁棒性
蒙特卡洛分析考虑制造公差
27
机器学习辅助预测
使用神经网络拟合温度-波长漂移关系 · 加速仿真优化流程
机器学习辅助预测使用神经网络拟合…
28
案例实战一
标准Si微环的温度稳定性仿真与验证(…
案例实战一Si
29
案例实战二
氮化硅(SiN)微环与聚合物微环的温…
案例实战二SiN
30
课程总结与展望
热仿真工具链总结 · 温度稳定性设计准则 · 未来无热化微环的发展方向
课程总结热仿真工具链总结