切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 826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
    离线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: w>j5oz}  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 1rZ E2  
    •光栅布局模拟和后处理分析 ;S U<T^a  
    布局layout 2*V%S/cck  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 s`=| D'G(=  
    图1.二维光栅布局
    f4  S:L&  
    K>+ v" x  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 w3,KqF  
    P_3IFHe  
    步骤: $/"Ymm#"\Y  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 #).^k-  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 4j3_OUwWZx  
    Wafer Dimensions: 5%2~/ "  
    Length (mm): 8.5 y_Lnk=Q ^  
    Width (mm): 3.0 .5; JnJI  
     Culv/  
    2D wafer properties: Z~Q5<A9Jz  
    Wafer refractive index: Air k_}$d{X  
    3 点击 Profiles 与 Materials. :epBd3f  
    \@Cz 32wg  
    在“Materials”中加入以下材料 t#P7'9Se8  
    Name: N=1.5 #d %v=.1  
    Refractive index (Re:): 1.5  it H  
    $O\m~r4  
    Name: N=3.14 Zuzwc[Z1  
    Refractive index (Re:): 3.14 d3rjj4N"z  
    J'WzEgCnU  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: E|9`J00  
    Name: ChannelPro_n=3.14 ,M`1 k  
    2D profile definition, Material: n=3.14 {D8opepO)  
    ltNI+G  
    Name: ChannelPro_n=1.5 $Mg O)bH  
    2D profile definition, Material: n=1.5 bMc[0  
    $MDmY4\  
    6.画出以下波导结构: }5PC53q  
    a. Linear waveguide 1 }OIe!  
    Label: linear1 -sv%A7i  
    Start Horizontal offset: 0.0 ,$t1LV;o=  
    Start vertical offset: -0.75 392(N(  
    End Horizontal offset: 8.5 2gK]w$H7!  
    End vertical offset: -0.75 .^A4w;jPU  
    Channel Thickness Tapering: Use Default &V axv$v}  
    Width: 1.5 vWmt<E|e  
    Depth: 0.0 Q3i\`-kbb  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 JG^GEJ  
    pSQX  
    b. Linear waveguide 2 jjH2!R]^>  
    Label: linear2 fPTLPcPP  
    Start Horizontal offset: 0.5 _}47U7s8  
    Start vertical offset: 0.05 `%[m%Y9h  
    End Horizontal offset: 1.0 #7H0I8  
    End vertical offset: 0.05 -,*m\Fe}  
    Channel Thickness Tapering: Use Default FP&Ykx~  
    Width: 0.1 a\m=E#G  
    Depth: 0.0 mN{H^  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 0 J"g"=  
    U^[AW$WzU  
    7.加入水平平面波: O D5qPovsd  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: 3-{WFnA  
    Input field Transverse: Rectangular p&\QkI=  
    X Position: 0.5 Heqr1btK  
    Direction: Negative Direction sE]z.Po=  
    Label: InputPlane1 O=}  
    2D Transverse: Zt41fPQ  
    Center Position: 4.5 ,^ ,R .T  
    Half width: 5.0 T*B`8P  
    Titlitng Angle: 45 VG7#C@>Z  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 &b:y#gvJ:  
    图2.波导结构(未设置周期)
    rg[#(  
    I3.JAoB>!  
    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。 4#W$5_Ny  
    将Linear2代码段修改如下: lrkgsv6  
    Dim Linear2 /AX)n:,  
    for m=1 to 8 "MzBy)4Q  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) bhDqRM  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 <}&J|()  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" 30w(uF  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" ~~WY?I-  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" n=DmdQ}  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" g}6M+QNj  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" OPUrz?p2C  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True {pXX%>  
    j-aTpN  
    点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局,布局如图3所示。 qldm"Ul  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    AWFq5YMSI  
     7a_u=\,  
    设置仿真参数 +#>nOn(B  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 vfT @;`  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: zvnd@y{[  
    TE simulation ^Q0=Ggh  
    Mesh Delta X: 0.015 |jH Yf42Q  
    Mesh Delta Z: 0.015 8:I-?z;S  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps 0ZD)(ps|  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 3^H-,b0^  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 wmbG$T%k  
            其它参数保持默认 mbhh  
    运行仿真 2sqH > fen  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 M?sTz@tqq  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 \ D>!&   
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 |'}r-}  
    ,Cm1~ExJ  
    远场分析衍射 X6!KFc  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” B|^=2 >8s  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 C@XnV=J  
    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 aY, '^S  
    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) UY *Z`$  
    图4.远场计算对话框
    =yJc pj  
    6ypHH 2X  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: g( "[wqgG  
    Wavelength: 0.63 #Ph8 ?  
    Refractive index: 1.5+0i j~in%|^  
    Angle Initial: -90.0 ^8ilUu  
    Angle Final: 90.0 P 2x.rukT|  
    Number of Steps: 721 HD$ r<bl  
    Distance: 100, 000*wavelength >Wd=+$!I  
    Intensity rV%;d[LB  
    qpf|.m  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 N- <,wUxf  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 ~O /B  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到