切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 832阅读
    • 0回复

    [技术]OptiFDTD应用:光栅衍射的远场分布 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    在线infotek
     
    发帖
    6421
    光币
    26250
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-09-04
    光栅布局在大多数情况下是周期性结构。OptiFDTD中有两种实现周期性布局的方法:PBG编辑器和VB脚本。本课将重点介绍以下功能: J0?kEr  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 ovdJ[bO  
    •光栅布局模拟和后处理分析 G18w3BFx  
    布局layout O2?C *  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 N-gYamlQ  
    图1.二维光栅布局
    5J10S  
    m[^lu1\wn  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 } o%^ Mu B  
    Snx!^4+MF  
    步骤: dE7S[O  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 q`VL i  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 "j@\a)a  
    Wafer Dimensions: .\n` 4A1z  
    Length (mm): 8.5 l~6K}g?  
    Width (mm): 3.0 )th[fUC(  
    "9wD|wsz  
    2D wafer properties: 5o#JHD  
    Wafer refractive index: Air >2'"}np*  
    3 点击 Profiles 与 Materials. zaqX};b  
    Cf 2@x  
    在“Materials”中加入以下材料 /|IPBU 5  
    Name: N=1.5 VPe0\?!d  
    Refractive index (Re:): 1.5 FJ:^pROpm  
    !sb r!Qt  
    Name: N=3.14 |A%9c.DG.  
    Refractive index (Re:): 3.14 9;E=w+  
    " 8xAe0-4  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: Y@UkP+{f=  
    Name: ChannelPro_n=3.14 zx3gz7>k;  
    2D profile definition, Material: n=3.14 Bqq=2lj  
    Oynb "T&8  
    Name: ChannelPro_n=1.5 x HRSzYn$  
    2D profile definition, Material: n=1.5 9} (w*>_L  
    *doNPp)m  
    6.画出以下波导结构: ={qcDgn~C  
    a. Linear waveguide 1 c0qp-=^&.  
    Label: linear1 5(3O/C{?~  
    Start Horizontal offset: 0.0 qt@L&v}~j  
    Start vertical offset: -0.75 K3T.l#d'L  
    End Horizontal offset: 8.5 E TT46%Y  
    End vertical offset: -0.75 O>~,RI!  
    Channel Thickness Tapering: Use Default /yOx=V  
    Width: 1.5 1( pHC  
    Depth: 0.0 g !'R}y  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 c3$T3Lu1  
    NRi5 Vp2=  
    b. Linear waveguide 2 mdj%zJ8/  
    Label: linear2 "Ms;sdjg}&  
    Start Horizontal offset: 0.5 ?=VvFfv%  
    Start vertical offset: 0.05 T5S4,.o9W  
    End Horizontal offset: 1.0 >STtX6h  
    End vertical offset: 0.05 J|`0GDSn  
    Channel Thickness Tapering: Use Default +y GQt3U  
    Width: 0.1 rE3dHJN;  
    Depth: 0.0 *g/klK  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 XLN bV?  
    ag-A}k>v  
    7.加入水平平面波: =>jp\A  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: ekM? ' 9ez  
    Input field Transverse: Rectangular Cp8=8N(Xb  
    X Position: 0.5 [q <'ty  
    Direction: Negative Direction JU 9GJ"  
    Label: InputPlane1 Dw-d`8*  
    2D Transverse: $Ome]+0  
    Center Position: 4.5 j(;^XO Y#  
    Half width: 5.0 #36Q O  
    Titlitng Angle: 45 -@orIwA&  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 8>Cr6m   
    图2.波导结构(未设置周期)
    zWHq4@K  
    R>< g\{G]  
    8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。 }^ rxsx`  
    将Linear2代码段修改如下: C|'DKT4M&  
    Dim Linear2 (eHyas %X  
    for m=1 to 8 k]b*&.EY1  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) ex3Qbr  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 J2UQq7-y  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" g3R(,IH  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" Ve,g9I  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" /jbAf]"F;  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" 5KCB^`|b>t  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" Q;h.}N8W  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True bO '\QtW9  
    V Z(/g"9  
    点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局,布局如图3所示。 aeqz~z2~8s  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    "M I';6  
    9&6juL  
    设置仿真参数 jc^QWK*q  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 1b,a3w(:1  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: 3DU1c?M:  
    TE simulation 7_0 p& 3  
    Mesh Delta X: 0.015 VF]AH}H8I  
    Mesh Delta Z: 0.015 aSL`yuXu  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps =L6#=7hcl  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 s#2t\}/  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 fgLjF,Y  
            其它参数保持默认 )>volP  
    运行仿真 ,:_c-d#  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 OM*_%UF  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 #c"eff  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 mH*ldf;J;=  
    FpoH m%+  
    远场分析衍射 %!aU{E|@_  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” 2 $>DX\h  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 G\.~/<Mg+  
    3. 将位置移动到等于92的网格点,(位置:-0.12)观察当前位置的近场 *S$v SDJCW  
    4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”,出现远场转换对话框。(图4) c9(3z0!F ?  
    图4.远场计算对话框
    .;#T<S "  
    O-iE0t  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: +pofN-*%  
    Wavelength: 0.63 L/3A g* ]  
    Refractive index: 1.5+0i |tXA$}"L8  
    Angle Initial: -90.0 wxN)d B  
    Angle Final: 90.0 "oP^2|${  
    Number of Steps: 721 tbrU>KCBD  
    Distance: 100, 000*wavelength ) SV.|  
    Intensity bO~y=Pa \  
    @]\fO)\f  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 Fs+ tcr/\[  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 ou,[0B3n0  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到