切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 752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
    6401
    光币
    26150
    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: ;yH>A ;,K%  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 tMr7d  
    •光栅布局模拟和后处理分析 dQut8>0&  
    布局layout |9@,ri\'Rg  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 .soCU8i3  
    图1.二维光栅布局
    _ %s#Cb  
    3 qYGEhxv  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 "EW8ll7r  
    FOaA}D `]  
    步骤: ~cz}C("Z  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 $+gQnI3w  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 !3Dq)ebBz  
    Wafer Dimensions: ;qx#]Z0 <  
    Length (mm): 8.5 Rq4; {a/j  
    Width (mm): 3.0 MB}nn&u#  
    :cpj{v;s  
    2D wafer properties: J,a&"eOZ  
    Wafer refractive index: Air <y 4(!z"  
    3 点击 Profiles 与 Materials. *4O=4F)x  
    y@LImiRG  
    在“Materials”中加入以下材料 6#w>6g4V~R  
    Name: N=1.5 zcpL[@B  
    Refractive index (Re:): 1.5 , 3R=8  
    X<ex >sM  
    Name: N=3.14 2j\_svw'  
    Refractive index (Re:): 3.14 <J%qzt}  
    1=VyD<dNG6  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: QE]@xLz   
    Name: ChannelPro_n=3.14 LUbhTc  
    2D profile definition, Material: n=3.14 3 ML][|TR  
    eSPS3|YYn  
    Name: ChannelPro_n=1.5 vrn4yHoZ  
    2D profile definition, Material: n=1.5 SA, ~q&  
    '2,~'Zk  
    6.画出以下波导结构: /4{WT?j  
    a. Linear waveguide 1 ]&'!0'3`  
    Label: linear1 :@w~*eK~  
    Start Horizontal offset: 0.0 $-_" SWG.  
    Start vertical offset: -0.75 zzG=!JR  
    End Horizontal offset: 8.5 )! [B(  
    End vertical offset: -0.75 goM;Pf "<  
    Channel Thickness Tapering: Use Default B<W}:>3  
    Width: 1.5 hzD)yf  
    Depth: 0.0 L K&c~ Uy  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 1eXMMZ/?  
    L3]J8oEmU  
    b. Linear waveguide 2 N'1I6e"  
    Label: linear2 y"?`MzcJ0  
    Start Horizontal offset: 0.5 G<Z}G8FW^  
    Start vertical offset: 0.05 hV3]1E21"  
    End Horizontal offset: 1.0 a )O"PA}2  
    End vertical offset: 0.05 92-Xz6Bo9  
    Channel Thickness Tapering: Use Default b[vE!lJEq  
    Width: 0.1 -]EL|_;  
    Depth: 0.0 vuQA-w7  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 l|g*E.:4  
    /N0mF< P  
    7.加入水平平面波: QPy h.9:N  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: ,Csdon  
    Input field Transverse: Rectangular vbJ<|#|r-  
    X Position: 0.5 eDd& vf  
    Direction: Negative Direction +=WBH'  
    Label: InputPlane1 NT6jwK.?)?  
    2D Transverse: Uo3  
    Center Position: 4.5 LcKc#)'EE  
    Half width: 5.0 s'O%@/;J  
    Titlitng Angle: 45 &H _/`Z]Q  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 o HK   
    图2.波导结构(未设置周期)
    y)r`<B  
    <XL%*  
    8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。 osc8;B/  
    将Linear2代码段修改如下: I!zoo[/)%  
    Dim Linear2 +;,{`*W+N  
    for m=1 to 8 e.\>GwM  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) -=-^rQx9  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 <h(AJX7wsD  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" `JIp$  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" PvKGB01_  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" <n_? $ TJ  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" h!B{7J  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" `!8\ |/  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True hC-uz _/3  
    9^^\Z5  
    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。 1dD%a91  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    1P]J3o  
    R0M>'V?e  
    设置仿真参数 e"@r[pq-{u  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 q~>!_q]FE  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: c[J 2;"SP  
    TE simulation (~@.9&cBD  
    Mesh Delta X: 0.015 hn.(pI1  
    Mesh Delta Z: 0.015 Iq|h1ie m+  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps {UH45#Ua  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 ?`TQ!m6y  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 ]xf89[;0  
            其它参数保持默认 :F d1k Jm  
    运行仿真 <mX5VGY9^  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 #h ud_  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 7$7|~k  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 gvVy0nJI~  
    {9J|\Zz3  
    远场分析衍射 K-YxZAf  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” \Vv)(/q{  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 $d1ow#ROgy  
    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 }51QUFhL0  
    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) }[%F  
    图4.远场计算对话框
    )g=mv*9>  
    6cg,L:j#  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: v~RxtTu  
    Wavelength: 0.63 BTsvL>Wy  
    Refractive index: 1.5+0i H28-;>'`  
    Angle Initial: -90.0 !/`AM<`o  
    Angle Final: 90.0 ^PdD-tY<  
    Number of Steps: 721 ,%Pn.E* r;  
    Distance: 100, 000*wavelength t<`wK8)  
    Intensity lC*xyO K  
    F_u ?.6e]  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 TrZ!E`~  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 Eoz/]b  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到