下面这份脚本会用 MODE(FDE) 求解器搭一个 蓝宝石衬底上的 TFLN（600 nm 厚、刻蚀 300 nm 的 ridge） 截面，并在 λ=4 µm 下求解模式。脚本里沿用了你示例代码那种 sys.path.append(lumerical_path) 的 lumapi 导入方式 (光子晶体5.py)。
材料色散我用 Sellmeier 公式在 4 µm 计算：LiNbO3 的 o/e 折射率 (refractiveindex.info)，蓝宝石（o 光）折射率 (refractiveindex.info)。
FDE 建模/求模用到了 addfde / findmodes / getdata 的官方脚本接口说明 (optics.ansys.com)；材料用 setmaterial(...,"sampled data",...) 的 4 列（频率+εx,εy,εz）方式做对角各向异性 (optics.ansys.com)。

晶向映射（X切 Y传 Z调制）在这个 2D Z-normal FDE 里这样对应：

• 仿真 y（竖直/厚度方向）← 晶体 X（X-cut，法向）
• 仿真 z（传播方向）← 晶体 Y（Y-prop）
• 仿真 x（横向/波导宽度方向）← 晶体 Z（Z-mod 方向）
  因此对 LiNbO3（光轴在晶体 Z）来说，在仿真坐标里相当于 光轴沿 x，即 εx=εe, εy=εo, εz=εo。

python
import sys
import numpy as np

# ============================================================
# 1) 配置 Lumerical Python API 路径（按你电脑实际安装路径改）
#    这里写法参考你给的示例脚本风格
# ============================================================
lumerical_path = r"C:\Program Files\ANSYS Inc\v241\Lumerical\api\python"
if lumerical_path not in sys.path:
    sys.path.append(lumerical_path)

try:
    import lumapi
except ImportError as e:
    raise ImportError(f"无法导入 lumapi，请检查路径: {lumerical_path}") from e


# ============================================================
# 2) Sellmeier（来自 refractiveindex.info：Zelmon 1997 / Malitson&Dodge 等）
#    返回折射率 n(λ)，λ 单位：um
# ============================================================
def n_LN_o_zelmon(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    n2 = 1 + 2.6734*lam2/(lam2-0.01764) + 1.2290*lam2/(lam2-0.05914) + 12.614*lam2/(lam2-474.60)
    return float(np.sqrt(n2))

def n_LN_e_zelmon(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    n2 = 1 + 2.9804*lam2/(lam2-0.02047) + 0.5981*lam2/(lam2-0.0666) + 8.9543*lam2/(lam2-416.08)
    return float(np.sqrt(n2))

def n_sapphire_o_malitson(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    c1 = 0.0726631**2
    c2 = 0.1193242**2
    c3 = 18.028251**2
    n2 = 1 + 1.4313493*lam2/(lam2-c1) + 0.65054713*lam2/(lam2-c2) + 5.3414021*lam2/(lam2-c3)
    return float(np.sqrt(n2))


# ============================================================
# 3) 建立材料（各向异性 LN 用 sampled data: [f, epsx, epsy, epsz]）
# ============================================================
def safe_deletematerial(mode, name: str):
    try:
        mode.deletematerial(name)
    except Exception:
        pass

def build_materials(mode, lambda0_m: float):
    c0 = 299792458.0
    lam_um = lambda0_m * 1e6

    n_o = n_LN_o_zelmon(lam_um)
    n_e = n_LN_e_zelmon(lam_um)
    n_sap = n_sapphire_o_malitson(lam_um)

    # 频率点（给两三个点，避免只给 1 行数据导致拟合/插值异常）
    f0 = c0 / lambda0_m
    freqs = np.array([0.95*f0, f0, 1.05*f0])

    # X切Y传Z调制：仿真坐标里 optic axis 沿 x
    # => epsx = n_e^2, epsy = n_o^2, epsz = n_o^2
    epsx = n_e**2
    epsy = n_o**2
    epsz = n_o**2
    ln_sampled = np.column_stack([freqs, epsx*np.ones_like(freqs), epsy*np.ones_like(freqs), epsz*np.ones_like(freqs)])

    # 清理旧材料（如果存在）
    safe_deletematerial(mode, "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    safe_deletematerial(mode, "SAPPHIRE_iso")

    # --- 各向异性 LN：Sampled data（4 列：f, epsx, epsy, epsz）---
    mode.addmaterial("Sampled data")
    mode.setmaterial("Sampled data", "name", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    # 有些版本不需要/不支持显式设置 Anisotropy，失败就跳过
    try:
        mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "Anisotropy", 1)  # 1=Diagonal（若该属性存在）
    except Exception:
        pass
    mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "sampled data", ln_sampled)
    try:
        mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "max coefficients", 2)
    except Exception:
        pass

    # --- 蓝宝石：简单当作各向同性 (n,k) 材料（k=0）---
    mode.addmaterial("(n,k) Material")
    mode.setmaterial("(n,k) Material", "name", "SAPPHIRE_iso")
    mode.setmaterial("SAPPHIRE_iso", "Refractive Index", float(n_sap))
    mode.setmaterial("SAPPHIRE_iso", "Imaginary Refractive Index", 0.0)

    return {"n_o": n_o, "n_e": n_e, "n_sap": n_sap}


# ============================================================
# 4) 几何 & FDE 求模
# ============================================================
def simulate_tfln_ridge_fde(
    wg_width_um: float = 3.0,
    lambda_um: float = 4.0,
    tfln_thickness_nm: float = 600.0,
    etch_depth_nm: float = 300.0,
):
    # ---- 参数换算到 SI ----
    lambda0 = lambda_um * 1e-6
    w_wg = wg_width_um * 1e-6
    t_ln = tfln_thickness_nm * 1e-9
    etch = etch_depth_nm * 1e-9
    slab_t = t_ln - etch  # 刻蚀后剩余 slab 厚度

    # 仿真窗口（可按需要调大/调小）
    x_span = max(12e-6, 4*w_wg)
    sub_thick = 4e-6
    clad_thick = 4e-6
    y_min = -sub_thick
    y_max = t_ln + clad_thick
    y_span = y_max - y_min
    y_center = 0.5*(y_min + y_max)

    # ---- 启动 MODE ----
    mode = lumapi.MODE(hide=False)
    mode.deleteall()

    mats = build_materials(mode, lambda0)
    print(f"[Info] λ={lambda_um:.3f} um:  LN no={mats['n_o']:.4f}, ne={mats['n_e']:.4f};  sapphire n={mats['n_sap']:.4f}")

    # ---- 基底：蓝宝石（y in [-sub_thick, 0]）----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "substrate_sapphire")
    mode.set("material", "SAPPHIRE_iso")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", -0.5*sub_thick)
    mode.set("y span", sub_thick)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- LN slab：厚 slab_t，铺满横向 ----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "ln_slab")
    mode.set("material", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", 0.5*slab_t)
    mode.set("y span", slab_t)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- LN ridge：在 slab 上再加 etch 高度，宽度 w_wg ----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "ln_ridge")
    mode.set("material", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", w_wg)
    mode.set("y", slab_t + 0.5*etch)
    mode.set("y span", etch)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- FDE region（XY 截面，传播沿 z）----
    mode.addfde()
    mode.set("name", "FDE")
    mode.set("solver type", 3)   # 2D Z normal（XY 平面） 见 addfde 示例
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", y_center)
    mode.set("y span", y_span)
    mode.set("z", 0.0)

    # 开边界
    mode.set("x min bc", "PML")
    mode.set("x max bc", "PML")
    mode.set("y min bc", "PML")
    mode.set("y max bc", "PML")

    # 网格（全局较粗 + LN 附近加密）
    mode.set("define x mesh by", "maximum mesh step")
    mode.set("dx", 120e-9)
    mode.set("define y mesh by", "maximum mesh step")
    mode.set("dy", 60e-9)

    mode.addmesh()
    mode.set("name", "mesh_ln")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", max(6e-6, 2*w_wg))
    mode.set("y", 0.5*t_ln)
    mode.set("y span", t_ln + 0.8e-6)
    mode.set("dx", 30e-9)
    mode.set("dy", 20e-9)

    # ---- 求模设置 ----
    mode.select("FDE")
    mode.setanalysis("wavelength", lambda0)
    mode.setanalysis("number of trial modes", 8)
    # 如果你更关心 TE-like/TM-like，可加：
    # mode.setanalysis("use max index", 1)
    # mode.setanalysis("n", mats["n_o"])  # 搜索初值（可选）

    # ---- 求解 ----
    n_found = mode.findmodes()
    print(f"[Result] 找到模式数: {int(n_found)}")

    # 打印前几个模式的 neff / TE fraction
    n_report = min(int(n_found), 6)
    for i in range(1, n_report + 1):
        obj = f"FDE::data::mode{i}"
        neff = mode.getdata(obj, "neff")
        try:
            tefrac = mode.getdata(obj, "TE polarization fraction")
            tefrac_val = float(np.array(tefrac).squeeze())
        except Exception:
            tefrac_val = float("nan")

        neff_val = float(np.array(neff).squeeze())
        print(f"  mode{i}: neff = {neff_val:.6f},  TE_frac = {tefrac_val:.4f}")

    # 可选：保存工程
    # mode.save("tfln_ridge_on_sapphire_4um.lms")

    return mode


if __name__ == "__main__":
    simulate_tfln_ridge_fde(wg_width_um=3.0, lambda_um=4.0, tfln_thickness_nm=600.0, etch_depth_nm=300.0)

如果你希望我把 上包层改成 SiO2/空气封装、或者要按 “X切但传播方向换成 Z / Y切”等自动旋转晶轴（而不是我这里用“光轴沿 x”的等效映射），我也可以把脚本扩展成“晶向参数化 + 自动生成 ε 张量”。

这个报错的原因很简单：addmaterial() 并不会创建一个名字叫 "Sampled data" 的材料；它会返回新建材料的实际名字（通常是 material1 之类）。你现在是：

python
mode.addmaterial("Sampled data")
mode.setmaterial("Sampled data","name","TFLN_LN_Xcut_Yprop")  # ❌ 这里找不到 "Sampled data"

所以会报 cannot be found。官方脚本用法也是：temp = addmaterial("Sampled data"); setmaterial(temp,"name",...) (optics.ansys.com)

你参考的示例代码里也是先把 lumapi 路径加到 sys.path 再 import（你跑得通说明这部分没问题）(光子晶体5.py)

✅ 直接可用的修正版（只改 build_materials 里材料创建部分）

把你脚本里 build_materials() 里创建材料那段替换成下面这样（关键是 接住 addmaterial 的返回值）：

python
def build_materials(mode, lambda0_m: float):
    c0 = 299792458.0
    lam_um = lambda0_m * 1e6

    n_o = n_LN_o_zelmon(lam_um)
    n_e = n_LN_e_zelmon(lam_um)
    n_sap = n_sapphire_o_malitson(lam_um)

    f0 = c0 / lambda0_m
    freqs = np.array([0.95*f0, f0, 1.05*f0])

    # X切Y传Z调制 => optic axis 沿仿真 x
    epsx = (n_e**2) + 0j
    epsy = (n_o**2) + 0j
    epsz = (n_o**2) + 0j
    ln_sampled = np.column_stack([
        freqs,
        epsx*np.ones_like(freqs),
        epsy*np.ones_like(freqs),
        epsz*np.ones_like(freqs),
    ])

    # 删除旧材料（如果存在）
    for name in ["TFLN_LN_Xcut_Yprop"]:
        try:
            mode.deletematerial(name)
        except Exception:
            pass

    # ✅ 正确：接住 addmaterial 的返回名
    temp = mode.addmaterial("Sampled data")
    mode.setmaterial(temp, "name", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    try:
        mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "Anisotropy", 1)  # diagonal
    except Exception:
        pass
    mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "sampled data", ln_sampled)
    try:
        mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "max coefficients", 2)
    except Exception:
        pass

    # —— 蓝宝石建议别折腾建材，直接用 object defined dielectric（更稳）——
    # 你后面建 substrate 的地方，把 material 设成 "<Object defined dielectric>"，
    # 再 set("index", n_sap) 即可，不需要 addmaterial

    return {"n_o": n_o, "n_e": n_e, "n_sap": n_sap}

然后把你建蓝宝石衬底那块改成下面这种（避免不同版本里 "(n,k) Material" 名字不一致导致新坑）：

python
mode.addrect()
mode.set("name", "substrate_sapphire")
mode.set("material", "<Object defined dielectric>")
mode.set("index", mats["n_sap"])
# 其余 x/y 尺寸照旧

（可选）一行调试：看看你版本到底有哪些可 add 的材料模型

如果你还想确认 "Sampled data" 这个字符串在你 v251 里是否存在，可以临时加一句：

python
print(mode.eval("?addmaterial;"))

它会列出当前版本支持的 material model 名称（官方也这么建议查）(optics.ansys.com)

如果你把这两处改完后还有报错（比如 setanalysis("wavelength", ...) 或 findmodes() 的对象路径在你版本里不同），把新的报错贴出来，我再按 v251 的接口把**求模结果提取（neff / TE fraction / 模场图导出）**那部分也给你做成完全兼容版本。

下面给你一份完整可直接运行的脚本（按你 v251 的环境写的）。它已经修复了你遇到的两个问题：

1. 不再给 FDE 对象 set("name")（有些版本里该属性会显示 inactive）。
2. neff 在 v251 里可能返回 complex（即使虚部≈0），所以打印时取 real/imag，不再强制转 float 报错。

把下面整段保存为 TFLN_Sapphire_600thi.py 直接运行即可（只需要确认 lumerical_path 是你机器上的实际路径）。

python
import sys
import numpy as np

# ============================================================
# 1) 配置 Lumerical Python API 路径（按你电脑实际安装路径改）
# ============================================================
lumerical_path = r"C:\Program Files\ANSYS Inc\v251\Lumerical\api\python"
if lumerical_path not in sys.path:
    sys.path.append(lumerical_path)

try:
    import lumapi
except ImportError as e:
    raise ImportError(f"无法导入 lumapi，请检查路径: {lumerical_path}") from e


# ============================================================
# 2) Sellmeier：返回折射率 n(λ)，λ 单位：um
# ============================================================
def n_LN_o_zelmon(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    n2 = 1 + 2.6734*lam2/(lam2-0.01764) + 1.2290*lam2/(lam2-0.05914) + 12.614*lam2/(lam2-474.60)
    return float(np.sqrt(n2))

def n_LN_e_zelmon(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    n2 = 1 + 2.9804*lam2/(lam2-0.02047) + 0.5981*lam2/(lam2-0.0666) + 8.9543*lam2/(lam2-416.08)
    return float(np.sqrt(n2))

def n_sapphire_o_malitson(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    c1 = 0.0726631**2
    c2 = 0.1193242**2
    c3 = 18.028251**2
    n2 = 1 + 1.4313493*lam2/(lam2-c1) + 0.65054713*lam2/(lam2-c2) + 5.3414021*lam2/(lam2-c3)
    return float(np.sqrt(n2))


# ============================================================
# 3) 建立材料：TFLN 各向异性 (sampled data)；蓝宝石用 object-defined index
#    晶向：X切 Y传 Z调制
#    在 2D Z-normal FDE（截面 x-y，传播沿 z）里等效为：
#      optic axis (晶体Z) -> 仿真 x
#      => eps_x = n_e^2, eps_y = n_o^2, eps_z = n_o^2
# ============================================================
def build_materials(mode, lambda0_m: float):
    c0 = 299792458.0
    lam_um = lambda0_m * 1e6

    n_o = n_LN_o_zelmon(lam_um)
    n_e = n_LN_e_zelmon(lam_um)
    n_sap = n_sapphire_o_malitson(lam_um)

    f0 = c0 / lambda0_m
    freqs = np.array([0.95*f0, f0, 1.05*f0])

    epsx = (n_e**2) + 0j
    epsy = (n_o**2) + 0j
    epsz = (n_o**2) + 0j

    ln_sampled = np.column_stack([
        freqs,
        epsx*np.ones_like(freqs),
        epsy*np.ones_like(freqs),
        epsz*np.ones_like(freqs),
    ])

    # 删除旧材料（如果存在）
    try:
        mode.deletematerial("TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    except Exception:
        pass

    # ✅ addmaterial 返回新材料的真实名字（如 material1），必须用它来 setmaterial
    temp = mode.addmaterial("Sampled data")
    mode.setmaterial(temp, "name", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")

    # 有些版本可能没有该属性，try/except 保证不报错
    try:
        mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "Anisotropy", 1)  # diagonal
    except Exception:
        pass

    mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "sampled data", ln_sampled)

    try:
        mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "max coefficients", 2)
    except Exception:
        pass

    return {"n_o": n_o, "n_e": n_e, "n_sap": n_sap}


# ============================================================
# 4) 几何 & FDE 求模
# ============================================================
def simulate_tfln_ridge_fde(
    wg_width_um: float = 3.0,
    lambda_um: float = 4.0,
    tfln_thickness_nm: float = 600.0,
    etch_depth_nm: float = 300.0,
    keep_open: bool = True,
    save_file: str | None = None,
):
    # ---- 单位换算 ----
    lambda0 = lambda_um * 1e-6
    w_wg = wg_width_um * 1e-6
    t_ln = tfln_thickness_nm * 1e-9
    etch = etch_depth_nm * 1e-9
    slab_t = t_ln - etch  # 刻蚀后剩余 slab 厚度

    # 仿真窗口（可按需要调）
    x_span = max(12e-6, 4*w_wg)
    sub_thick = 4e-6
    clad_thick = 4e-6
    y_min = -sub_thick
    y_max = t_ln + clad_thick
    y_span = y_max - y_min
    y_center = 0.5*(y_min + y_max)

    # ---- 启动 MODE ----
    mode = lumapi.MODE(hide=False)
    mode.deleteall()

    mats = build_materials(mode, lambda0)
    print(f"[Info] λ={lambda_um:.3f} um: LN no={mats['n_o']:.4f}, ne={mats['n_e']:.4f}; sapphire n={mats['n_sap']:.4f}")

    # ---- 先放一个空气背景块（更稳，避免背景材质不确定）----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "clad_air")
    mode.set("material", "<Object defined dielectric>")
    mode.set("index", 1.0)
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", y_center)
    mode.set("y span", y_span)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- 蓝宝石衬底（y in [-sub_thick, 0]）----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "substrate_sapphire")
    mode.set("material", "<Object defined dielectric>")
    mode.set("index", mats["n_sap"])
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", -0.5*sub_thick)
    mode.set("y span", sub_thick)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- LN slab：厚 slab_t，铺满横向 ----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "ln_slab")
    mode.set("material", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", 0.5*slab_t)
    mode.set("y span", slab_t)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- LN ridge：在 slab 上再加 etch 高度，宽 w_wg ----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "ln_ridge")
    mode.set("material", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", w_wg)
    mode.set("y", slab_t + 0.5*etch)
    mode.set("y span", etch)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- FDE region（XY 截面，传播沿 z）----
    # 注意：不要 set("name","FDE")，有些版本 name 属性是 inactive
    fde_name = mode.addfde()
    # 如果 API 没返回名字，则默认就是 "FDE"
    if (fde_name is None) or (str(fde_name).strip() == ""):
        fde_name = "FDE"

    mode.set("solver type", 3)  # 2D Z normal
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", y_center)
    mode.set("y span", y_span)
    mode.set("z", 0.0)

    # 开边界
    mode.set("x min bc", "PML")
    mode.set("x max bc", "PML")
    mode.set("y min bc", "PML")
    mode.set("y max bc", "PML")

    # 网格（全局 + LN 附近加密）
    mode.set("define x mesh by", "maximum mesh step")
    mode.set("dx", 120e-9)
    mode.set("define y mesh by", "maximum mesh step")
    mode.set("dy", 60e-9)

    mode.addmesh()
    mode.set("name", "mesh_ln")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", max(6e-6, 2*w_wg))
    mode.set("y", 0.5*t_ln)
    mode.set("y span", t_ln + 0.8e-6)
    mode.set("dx", 30e-9)
    mode.set("dy", 20e-9)

    # ---- 求模设置 ----
    try:
        mode.select(fde_name)
    except Exception:
        # 如果 select 失败，尝试默认名
        mode.select("FDE")
        fde_name = "FDE"

    mode.setanalysis("wavelength", lambda0)
    mode.setanalysis("number of trial modes", 8)

    # ---- 求解 ----
    n_found = int(np.array(mode.findmodes()).squeeze())
    print(f"[Result] 找到模式数: {n_found}")

    # ---- 结果打印（neff 在某些版本会返回 complex，哪怕虚部为 0）----
    n_report = min(n_found, 6)
    for i in range(1, n_report + 1):
        obj = f"{fde_name}::data::mode{i}"

        neff = mode.getdata(obj, "neff")
        neff_c = complex(np.array(neff).squeeze())  # ✅ 强制转成 Python complex
        neff_re = neff_c.real
        neff_im = neff_c.imag

        # TE fraction 也做一下保险处理
        tefrac_val = np.nan
        try:
            tefrac = mode.getdata(obj, "TE polarization fraction")
            tefrac_val = float(np.real(np.array(tefrac).squeeze()))
        except Exception:
            pass

        if abs(neff_im) < 1e-12:
            print(f"  mode{i}: neff = {neff_re:.6f},  TE_frac = {tefrac_val:.4f}")
        else:
            print(f"  mode{i}: neff = {neff_re:.6f} + j{neff_im:.3e},  TE_frac = {tefrac_val:.4f}")

    # 可选：保存工程
    if save_file:
        try:
            mode.save(save_file)
            print(f"[Info] 工程已保存: {save_file}")
        except Exception as e:
            print(f"[Warn] 保存失败: {e}")

    if keep_open:
        input("仿真完成。按 Enter 退出并关闭 MODE...")

    try:
        mode.close()
    except Exception:
        pass

    return mode


if __name__ == "__main__":
    simulate_tfln_ridge_fde(
        wg_width_um=3.0,
        lambda_um=4.0,
        tfln_thickness_nm=600.0,
        etch_depth_nm=300.0,
        keep_open=True,
        # save_file="tfln_ridge_on_sapphire_4um.lms"
        save_file=None,
    )

如果你接下来想把模式场（Ex/Ey/Ez 或 |E|²）导出来到 .mat/.npz 或者自动画图/保存图片，我也可以在这个脚本基础上直接加上对应的 getdata(...,"Ex") 等导出段。

你这个报错不是 Lumerical 的问题，而是 你在用的 Python 是 3.9.9（Lumerical 自带的 embed python），它不支持 str | None 这种写法（这是 Python 3.10 才支持的 PEP604）。把它改成 Optional[str]（或直接去掉类型标注）就能跑。

下面是我给你的完整可直接运行版（已把 str | None 全部改掉，同时保留你前面已经跑通的：不改 FDE name、neff 可能为 complex 的处理）。

直接保存为 TFLN_Sapphire_600thi_2.py 运行即可。

python
import sys
import numpy as np
from typing import Optional

# ============================================================
# 1) 配置 Lumerical Python API 路径（按你电脑实际安装路径改）
# ============================================================
lumerical_path = r"C:\Program Files\ANSYS Inc\v251\Lumerical\api\python"
if lumerical_path not in sys.path:
    sys.path.append(lumerical_path)

try:
    import lumapi
except ImportError as e:
    raise ImportError(f"无法导入 lumapi，请检查路径: {lumerical_path}") from e


# ============================================================
# 2) Sellmeier：返回折射率 n(λ)，λ 单位：um
# ============================================================
def n_LN_o_zelmon(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    n2 = 1 + 2.6734*lam2/(lam2-0.01764) + 1.2290*lam2/(lam2-0.05914) + 12.614*lam2/(lam2-474.60)
    return float(np.sqrt(n2))

def n_LN_e_zelmon(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    n2 = 1 + 2.9804*lam2/(lam2-0.02047) + 0.5981*lam2/(lam2-0.0666) + 8.9543*lam2/(lam2-416.08)
    return float(np.sqrt(n2))

def n_sapphire_o_malitson(lam_um: float) -> float:
    lam2 = lam_um**2
    c1 = 0.0726631**2
    c2 = 0.1193242**2
    c3 = 18.028251**2
    n2 = 1 + 1.4313493*lam2/(lam2-c1) + 0.65054713*lam2/(lam2-c2) + 5.3414021*lam2/(lam2-c3)
    return float(np.sqrt(n2))


# ============================================================
# 3) 建立材料：TFLN 各向异性 (sampled data)；蓝宝石用 object-defined index
#    晶向：X切 Y传 Z调制
#    在 2D Z-normal FDE（截面 x-y，传播沿 z）里等效为：
#      optic axis (晶体Z) -> 仿真 x
#      => eps_x = n_e^2, eps_y = n_o^2, eps_z = n_o^2
# ============================================================
def build_materials(mode, lambda0_m: float):
    c0 = 299792458.0
    lam_um = lambda0_m * 1e6

    n_o = n_LN_o_zelmon(lam_um)
    n_e = n_LN_e_zelmon(lam_um)
    n_sap = n_sapphire_o_malitson(lam_um)

    f0 = c0 / lambda0_m
    freqs = np.array([0.95*f0, f0, 1.05*f0])

    epsx = (n_e**2) + 0j
    epsy = (n_o**2) + 0j
    epsz = (n_o**2) + 0j

    ln_sampled = np.column_stack([
        freqs,
        epsx*np.ones_like(freqs),
        epsy*np.ones_like(freqs),
        epsz*np.ones_like(freqs),
    ])

    # 删除旧材料（如果存在）
    try:
        mode.deletematerial("TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    except Exception:
        pass

    # addmaterial 返回新材料实际名字（如 material1），必须用它来 setmaterial
    temp = mode.addmaterial("Sampled data")
    mode.setmaterial(temp, "name", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")

    try:
        mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "Anisotropy", 1)  # diagonal（若该属性存在）
    except Exception:
        pass

    mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "sampled data", ln_sampled)

    try:
        mode.setmaterial("TFLN_LN_Xcut_Yprop", "max coefficients", 2)
    except Exception:
        pass

    return {"n_o": n_o, "n_e": n_e, "n_sap": n_sap}


# ============================================================
# 4) 几何 & FDE 求模
# ============================================================
def simulate_tfln_ridge_fde(
    wg_width_um: float = 3.0,
    lambda_um: float = 4.0,
    tfln_thickness_nm: float = 600.0,
    etch_depth_nm: float = 300.0,
    keep_open: bool = True,
    save_file: Optional[str] = None,   # ✅ Python3.9 兼容写法
):
    # ---- 单位换算 ----
    lambda0 = lambda_um * 1e-6
    w_wg = wg_width_um * 1e-6
    t_ln = tfln_thickness_nm * 1e-9
    etch = etch_depth_nm * 1e-9
    slab_t = t_ln - etch  # 刻蚀后剩余 slab 厚度

    # 仿真窗口
    x_span = max(12e-6, 4*w_wg)
    sub_thick = 4e-6
    clad_thick = 4e-6
    y_min = -sub_thick
    y_max = t_ln + clad_thick
    y_span = y_max - y_min
    y_center = 0.5*(y_min + y_max)

    # ---- 启动 MODE ----
    mode = lumapi.MODE(hide=False)
    mode.deleteall()

    mats = build_materials(mode, lambda0)
    print(f"[Info] λ={lambda_um:.3f} um: LN no={mats['n_o']:.4f}, ne={mats['n_e']:.4f}; sapphire n={mats['n_sap']:.4f}")

    # ---- 背景空气块（更稳）----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "clad_air")
    mode.set("material", "<Object defined dielectric>")
    mode.set("index", 1.0)
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", y_center)
    mode.set("y span", y_span)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- 蓝宝石衬底 ----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "substrate_sapphire")
    mode.set("material", "<Object defined dielectric>")
    mode.set("index", mats["n_sap"])
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", -0.5*sub_thick)
    mode.set("y span", sub_thick)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- LN slab ----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "ln_slab")
    mode.set("material", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", 0.5*slab_t)
    mode.set("y span", slab_t)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- LN ridge ----
    mode.addrect()
    mode.set("name", "ln_ridge")
    mode.set("material", "TFLN_LN_Xcut_Yprop")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", w_wg)
    mode.set("y", slab_t + 0.5*etch)
    mode.set("y span", etch)
    mode.set("z", 0.0)
    mode.set("z span", 1e-6)

    # ---- FDE region（不要 set name，避免 name inactive）----
    fde_name = mode.addfde()
    if (fde_name is None) or (str(fde_name).strip() == ""):
        fde_name = "FDE"

    mode.set("solver type", 3)  # 2D Z normal（截面 x-y，传播 z）
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", x_span)
    mode.set("y", y_center)
    mode.set("y span", y_span)
    mode.set("z", 0.0)

    # 边界
    mode.set("x min bc", "PML")
    mode.set("x max bc", "PML")
    mode.set("y min bc", "PML")
    mode.set("y max bc", "PML")

    # 网格
    mode.set("define x mesh by", "maximum mesh step")
    mode.set("dx", 120e-9)
    mode.set("define y mesh by", "maximum mesh step")
    mode.set("dy", 60e-9)

    mode.addmesh()
    mode.set("name", "mesh_ln")
    mode.set("x", 0.0)
    mode.set("x span", max(6e-6, 2*w_wg))
    mode.set("y", 0.5*t_ln)
    mode.set("y span", t_ln + 0.8e-6)
    mode.set("dx", 30e-9)
    mode.set("dy", 20e-9)

    # ---- 求模设置 ----
    try:
        mode.select(fde_name)
    except Exception:
        mode.select("FDE")
        fde_name = "FDE"

    mode.setanalysis("wavelength", lambda0)
    mode.setanalysis("number of trial modes", 8)

    # ---- 求解 ----
    n_found = int(np.array(mode.findmodes()).squeeze())
    print(f"[Result] 找到模式数: {n_found}")

    # ---- 打印结果（neff 可能是 complex，哪怕虚部为 0）----
    n_report = min(n_found, 6)
    for i in range(1, n_report + 1):
        obj = f"{fde_name}::data::mode{i}"

        neff = mode.getdata(obj, "neff")
        neff_c = complex(np.array(neff).squeeze())
        neff_re, neff_im = neff_c.real, neff_c.imag

        tefrac_val = np.nan
        try:
            tefrac = mode.getdata(obj, "TE polarization fraction")
            tefrac_val = float(np.real(np.array(tefrac).squeeze()))
        except Exception:
            pass

        if abs(neff_im) < 1e-12:
            print(f"  mode{i}: neff = {neff_re:.6f},  TE_frac = {tefrac_val:.4f}")
        else:
            print(f"  mode{i}: neff = {neff_re:.6f} + j{neff_im:.3e},  TE_frac = {tefrac_val:.4f}")

    # 可选：保存工程
    if save_file:
        try:
            mode.save(save_file)
            print(f"[Info] 工程已保存: {save_file}")
        except Exception as e:
            print(f"[Warn] 保存失败: {e}")

    if keep_open:
        input("仿真完成。按 Enter 退出并关闭 MODE...")

    try:
        mode.close()
    except Exception:
        pass


if __name__ == "__main__":
    simulate_tfln_ridge_fde(
        wg_width_um=3.0,
        lambda_um=4.0,
        tfln_thickness_nm=600.0,
        etch_depth_nm=300.0,
        keep_open=True,
        save_file=None,  # 或者 "tfln_ridge_on_sapphire_4um.lms"
    )

如果你运行后还有新的报错（比如 getdata 的字段名在你安装里不同），把报错全文贴出来就行；我会按 v251 的实际字段名把 neff/损耗/模式场导出那部分也一起做成“零报错版”。