切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 955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: y}N&/}M:}8  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 `FZF2.N  
    •光栅布局模拟和后处理分析 Yt+h2ft!  
    布局layout +3;Ody"59  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 l-}KmZ]  
    图1.二维光栅布局
    /v|Onq1Y4  
    6\4Z\82  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 aG(hs J)  
    yl$F~e1W  
    步骤: GRT] aw  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 7X}TB\N1  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 /kB|1gFj  
    Wafer Dimensions: ;3;2h+U*  
    Length (mm): 8.5 %X>FVlPm  
    Width (mm): 3.0 abi[jxCG  
    r<c #nD~K  
    2D wafer properties: R_1qn  
    Wafer refractive index: Air H_w%'v&  
    3 点击 Profiles 与 Materials. <~{du ?4n  
    SO;N~D1Z6  
    在“Materials”中加入以下材料 #6=MKpR  
    Name: N=1.5 uvnI>gv  
    Refractive index (Re:): 1.5 bb;(gK;F  
    6)}B"Qd  
    Name: N=3.14 Z/<#n\>t0>  
    Refractive index (Re:): 3.14 ?^u^im  
    eY,O@'"8`  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: &gn-Wb?  
    Name: ChannelPro_n=3.14 =gjDCx$|  
    2D profile definition, Material: n=3.14 :et#0!  
    $wV1*$1NM  
    Name: ChannelPro_n=1.5 nPFwPk8=M  
    2D profile definition, Material: n=1.5 PD6_)PXn  
    ?Ik4  
    6.画出以下波导结构: ^lj7(  
    a. Linear waveguide 1 w^q7n  
    Label: linear1 B=n[)"5fBO  
    Start Horizontal offset: 0.0 <*(^{a. O  
    Start vertical offset: -0.75 q .J sf+  
    End Horizontal offset: 8.5 P4k;O?y  
    End vertical offset: -0.75 BT,b-= ;J-  
    Channel Thickness Tapering: Use Default W .I\J<=V  
    Width: 1.5 ]Gv!M?:  
    Depth: 0.0 h3!$r~T!a:  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 BRS#Fl:  
    c_.-b=zm  
    b. Linear waveguide 2 (R*j|HAw`X  
    Label: linear2 !'G~k+  
    Start Horizontal offset: 0.5 YoKs:e2/:  
    Start vertical offset: 0.05 g/~XCC^F?  
    End Horizontal offset: 1.0 6N~q`;p0  
    End vertical offset: 0.05 f>polxB%N  
    Channel Thickness Tapering: Use Default ;65D  
    Width: 0.1 9Uf j  
    Depth: 0.0 uw AwWgl  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 =0 qpVFvU  
    Y?K{(szo ?  
    7.加入水平平面波: 3j Z6kfj  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: mr:CuqJ  
    Input field Transverse: Rectangular W!T"m)S  
    X Position: 0.5 7Nzbz3  
    Direction: Negative Direction J00VTb`  
    Label: InputPlane1 P7.'kX9  
    2D Transverse: ABh&X+YD  
    Center Position: 4.5 #%lo;W~IY  
    Half width: 5.0 x=q;O+7]  
    Titlitng Angle: 45 ?r=jF)C<'  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 HKDID[d0  
    图2.波导结构(未设置周期)
    B<?w h0  
    UUc8*yU)  
    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。 )h{ ]k=  
    将Linear2代码段修改如下: =elpH^N  
    Dim Linear2 )%d*3\Tsd  
    for m=1 to 8 em{(4!W>  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) r^Zg-|gr  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 47K1$3P  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" "N?+VkZEv  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" 8s{?v &p  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" l{j~Q^U})  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" v'!a\b`9  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" Ho;X4lo[j  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True 'cix`l|^  
    <{5EdX  
    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。 ?a(L.3 E  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    7*5Z  
    9h4({EE2t  
    设置仿真参数 4db(<h  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 E_e6^Sk5B(  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: 5,-U.B}  
    TE simulation %w7u]-tR  
    Mesh Delta X: 0.015 KGH/^!u+R  
    Mesh Delta Z: 0.015 {!t7[Ctb  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps 9RN-suE[  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 Od4E x;F  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 ?T9(Vw  
            其它参数保持默认 #txE=e"&o  
    运行仿真 jB{4\)  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 TJ q~)Bm  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 7Mb# O_eh  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 AP77a*@8  
    R}^~^#  
    远场分析衍射 %LVm3e9  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” |7yAX+  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 Q8!) !r%  
    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 =6"2UC&  
    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) &wD;SMr<  
    图4.远场计算对话框
    e/0<[s*#Q  
    ]QzGE8jp*  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: wr[,  
    Wavelength: 0.63 3s/H2f z  
    Refractive index: 1.5+0i vnWWneeNr  
    Angle Initial: -90.0 h4q|lA6!k8  
    Angle Final: 90.0 O+y-}7YX  
    Number of Steps: 721 L#E] BY  
    Distance: 100, 000*wavelength oE#d,Z  
    Intensity rM'=_nmi  
    1pArZzm>  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 ='`/BY(m[  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 {&jb5-*f  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到