切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 924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
    6441
    光币
    26350
    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: 9`-ofwr'|  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 A7~)h}~   
    •光栅布局模拟和后处理分析 /O/u5P{J  
    布局layout iTqv=  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 N~Ax78TX  
    图1.二维光栅布局
    p^\>{  
    plb'EP>e  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 z&cfFx#h)  
    75I* &Wl  
    步骤: D;d 'ss;  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 tAbIT;>  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 [sACPn$f  
    Wafer Dimensions: K31Fp;K  
    Length (mm): 8.5 @b-?KH  
    Width (mm): 3.0 1[u{3lQ  
    9Ni$nZN  
    2D wafer properties: C Hyb{:<  
    Wafer refractive index: Air C @hnT<e  
    3 点击 Profiles 与 Materials. QBai;p{  
    0v+5&Jk  
    在“Materials”中加入以下材料 LTBqXh  
    Name: N=1.5 [C P V5\2  
    Refractive index (Re:): 1.5 Kze\|yJ  
    - uliND  
    Name: N=3.14 89+m?H]K  
    Refractive index (Re:): 3.14 |~#!e}L(  
    *N< 22w  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: h9g5W'.#  
    Name: ChannelPro_n=3.14 $?wX*  
    2D profile definition, Material: n=3.14 {lx^57v  
    ~)sb\o  
    Name: ChannelPro_n=1.5 3Mr)oM< Q  
    2D profile definition, Material: n=1.5 3U1xKF  
    ikyvst>O  
    6.画出以下波导结构: vnXpC!1  
    a. Linear waveguide 1 w}oH]jVKL6  
    Label: linear1 [u,B8DX  
    Start Horizontal offset: 0.0 k3^S^Bv\  
    Start vertical offset: -0.75 jpOi Eo  
    End Horizontal offset: 8.5 /!jn$4fd:  
    End vertical offset: -0.75 aMh2[I  
    Channel Thickness Tapering: Use Default a+r0@eFLc  
    Width: 1.5 @0n #Qs|E!  
    Depth: 0.0 V"T;3@N/4  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 CQ#p2  
    |]\qI  
    b. Linear waveguide 2 {jggiMwo.v  
    Label: linear2 d=H C;T)  
    Start Horizontal offset: 0.5 :+!hR4Z~\;  
    Start vertical offset: 0.05 F-UY~i8  
    End Horizontal offset: 1.0 zx0{cNPK5  
    End vertical offset: 0.05 w9i1ag  
    Channel Thickness Tapering: Use Default |/YT.c%  
    Width: 0.1 qo$<&'r  
    Depth: 0.0 0dXZd2oK@  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 Jw"'ZW#W  
    vIz~B2%x  
    7.加入水平平面波: a"#5JcR3  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: tw\/1wa.  
    Input field Transverse: Rectangular "d%":F(  
    X Position: 0.5 o`hF1*yp  
    Direction: Negative Direction %UgyGQeo  
    Label: InputPlane1 CW, Kw  
    2D Transverse: `4(k ?Pk2  
    Center Position: 4.5 Tw-gM-m;  
    Half width: 5.0 #L BZ%%v  
    Titlitng Angle: 45 3mr9}P9;  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 XZIj' a0d  
    图2.波导结构(未设置周期)
    '.d el7s  
    O8 k$Uc  
    8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。 WAkKbqJV  
    将Linear2代码段修改如下: ,%>/8*  
    Dim Linear2 b_cD >A  
    for m=1 to 8 3ef]3  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) .P-@ !Q5*  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 95?$O~I  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" o D:?fs]  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" gnx!_H\h<  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" CXvL`d"  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" }|AUV  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" 5w iU4-{  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True / u>")f  
    cFD(Ap  
    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。 RzFv``g  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    co@Q   
    z.P) :Er  
    设置仿真参数 I:bi8D6  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 ~Ci|G3BW  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: iHWl%]7sN  
    TE simulation l*b3Mg  
    Mesh Delta X: 0.015 ]"{K5s7  
    Mesh Delta Z: 0.015 Z?CmD ;W  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps WPpl9)Qc  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 f!0*^d  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 yC6XO&:g  
            其它参数保持默认 _ z{:Q  
    运行仿真 LF{d'jJ&K  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 wUW+S5"K  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 N1+%[Uh9)  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 9.D'!  
     K7 U`  
    远场分析衍射 vX/~34o]\  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” >&Y8VLcK  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 Rco#?'  
    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 g}P.ksM  
    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) N[ z7<$$  
    图4.远场计算对话框
    UIovv%7zZ  
    .)ZK42Qd  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: $IUT5Gia`  
    Wavelength: 0.63 O-}{%)[ F  
    Refractive index: 1.5+0i Ef:.)!;jy  
    Angle Initial: -90.0 8;-a_VjA)  
    Angle Final: 90.0 !T#~.QP4  
    Number of Steps: 721 rpQB# Pz  
    Distance: 100, 000*wavelength ^e8~eL+  
    Intensity s(r(! FZ  
    89k9#i X  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 E+]gC  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 BC 9rsb  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到