【案例分享】Lumerical FDTD求解器使用方法 - 以光栅耦合器为例

Ansys Lumerical系列软件提供了丰富的功能，但在针对不同的研究内容进行仿真时， 难免遇到自带功能无法满足需求的情况，这时，就需要借助其他工具完成任务。Lumerical提供了仿真软件与Python、Matlab的应用程序编程接口 (API, Application Programming Interface) ，使得数据处理、自动化执行仿真、参数优化、绘图等具有更高自由度，包括对于高性能计算的设置也离不开该接口。当下热度很高的器件逆设计，也常借助Python或Matlab完成算法部分的工作，诸如神经网络等算法对光学仿真的控制，以及过程中的数据传递过程，也都离不开API的帮助。Python和Matlab，一个是轻便的编程语言，一个是强大的数学工具，两者各具优劣势，均无法被彼此替代，需要根据具体任务和需求选择。首先在此开设一个专栏，总结Lumerical仿真软件与Python之间的数据传输与互联。Lumerical在2016版本中就开始提供类似的接口，当时的版本只能支持部分数据类型的传递，无法实现异常回溯和错误记录的呈现，传递大型矩阵的表现不佳，且存在一些用户使用困难。经过多个版本的更替，Lumerical为该接口添加了许多功能，现在已经具有很好的实用性。目前，2019a R3开始的各个版本仿真软件中，均包含了Python v3，免去了许多复杂的配置与设置操作，且能够在装有Linux的服务器等设备上运行。Python API在使用过程中，需要与Lumerical GUI交互，需要GUI license。具体而言，本专栏将从以下几个方面总结接口的设置与使用：会话管理 —— Session Management初始配置 —— Configuration脚本命令与函数方法 —— Script and methods数据传递 —— Passing Data具体内容将分别总结，参考自官网Ansys optics手册[1]。[1]https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360037824513-Python-API-overview来源：摩尔芯创