https://doi.org/10.1117/12.2692847

Hi Yuan,

This recent work showed simulation of non-hexagonal 2D grating(certain 2D gratings that can be represented by orthogonal lattices) in Zemax-Lumerical co-work.  Is there any way to simulate a non-orthogonal lattice?

23R1版本

关于RCWA 的设置：

实际的RCWA z方向尺寸会比simulation region大，通常单边多0.1um。

RCWA的xy span由periodxy決定，中心永远是0,0，z min/max由最大最小interface往外延展0.1µm。

关于动态链接的系统怎么样将参数设置为变量进行优化，可以参考：

Simulating diffraction efficiency of surface-relief grating using the RCWA method – Knowledgebase (zemax.com)

如果您需要对标Zemax自带的dll跟动态链接的结果，以下几个参数要重点核对一下：

1. 光栅结构参数是否一致，可以使用RCWA visualization tool跟Lumerical对比显示
2. Interpolation, max order以及filter order参数设置

3. 确认mesh refinement是不是conformal Variant 0。也可以开启FFF看看 (use tangent vector field)。

关于Max order的设置要注意，设置不正确的话会导致能量计算错误，比如能量偏高，甚至超过1的情况出现。最近几次错误排查，问题基本都出在这上面了。

总结一下23R1版本动态链接的更新内容：

1. KBA对于坐标对应这部分做了非常详细的解释说明，这里就不做搬运工再复制粘贴了。
2. 对于hexagonal的分布，fsp跟之前是维持不变的，还是要搭建一个正交周期的结构，2D  out-coupler在算法层面做了优化，加速了这部分的数据计算。
3. 需要在Lumerical当中去做一些定义，包括layer，包括RCWA的设置，之前这些都是通过dll进行设定的。
4. link to Lumerical,以前设置为1会呼叫Lumerical的显示窗口，现在默认是在后台，早期运行要显示的话要将参数设置为99

研讨会链接：

使用Zemax OpticStudio与Lumerical RCWA动态连结来设计并优化光波导 (ansys.com.cn)

研讨会答疑帖：

%网络研讨会] 使用Zemax OpticStudio与Lumerical RCWA动态连结来设计并优化光波导 | Zemax Community

22R3版本的notes：

1.要建立topcell(正常使用Lumerical的时候可以改名字，但是在动态链接里面需要固定名字为topcell），设定参数，用来控制script中的变量数值

2.建立结构的时候要预留两个方形区域，厚度不低于200nm，指定sub跟superstrate的仿真区域。

3. 需要定义RCWA solver.

4. Lumerical生成的fsp会被放到： “\Zemax\DLL\Diffractive\”。 所以在ZOS解压zar的时候不要勾选project directory，并且将Lumerical的工作路径设置为fsp所在的文件。

5. Max order x/y的选取建议：3*period/wave，符号选取会影响order的分布选取。这个会决定Lumerical仿真的设定。

6. Interpolation 设置为1-20带来的采样就是201*201，设置更高，比如31，得到的网格就是31*31。 pre-sampling 是每次计算的时候去选取的数据周围其他熟知的计算量。根据仿真对象确定，建议值是5-10.如果系统中只有一个角度，那就不用开启pre-sampling.
7. Error log,初期使用的时候建议选择1，进行开启。

8. 这个是搬的tips and caution。早期帮Michael 做测试的时候踩的坑。

   -要选择update none,不然会很卡，因为每次改完系统都会去重新计算刷新。

          -相同的fsp用不同参数的话调用同一个fsp就好了，计算效率更高

          -优化的时候先局部再锤形，这个早期跑优化的时候的确是看到了两者效果的不同

划重点！！！！！（这部分在最新的KBA里面也有提到啦，而且更详细，可以移步KBA去看看喔）

1.Zemax与Lumerical的坐标是匹配的，+Z匹配+Z，以此类推

2.动态链接会link两者的坐标，在Zemax设置了介质参数之后，动态链接会读取对应的介质参数，然后自动在Lumerical相同的坐标点进行介质设置。比如在Zemax中-Z介质是空气，动态链接会读取到这一信息，并在Lumerical当中-Z将介质的折射率设置为空气的折射率。

3.这里列一下Lumerical跟Zemax的+Z方向。不要拘泥于superstrate与substrate的传统意义，主要关注superstrate对应+Z方向（对于Zemax与Lumerical一致），用n_pos表征，substrate对应-Z方向，用n_neg表征-Z方向对应的折射率。

在ZOS当中，+Z指向物体“内”，Zemax Visulization画图的时候，+z朝下，而Lumerical则是朝上。在两个软件中定义方向和角度的时候需要注意。

此外，在仿真过程中，默认是缓存2000个不同参数的grating进行计算，超过之后会清空这部分的缓存。

如果出现了打开ZOS可以链接到Lumerical,但是修改参数之后Lumerical不响应的情况，伴生的一个现象是在diffractive文件夹中会生成一系列的文件，正常情况下这些文件会被删除，不会被看到。需要检查两个事项：

1. Lumerical是否安装在其默认路径
2. Zemax的Project Preference的设置是否是默认设置

    一般来说，把这两项调整之后应该就可以顺利运行，如果还是不行，检查一下dll的参数设置是否合理。可以在Lumerical的界面查看运算是否已经完成，也可以查看Lumerical_RCWA_dynamic_link中的log。

另外有一个可能性是，dll需要匹配对应的Lumerical版本，如果版本不对的话也可能出现运行不了的情况。