切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 735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: 16L"^EYq  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 YT][\x  
    •光栅布局模拟和后处理分析 u!M& ;QL  
    布局layout KjC[q  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 o16d`}/<  
    图1.二维光栅布局
    @::lJDGVv  
    :bI,rEW#_  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 TX&[;jsj  
    BL7>dZOa  
    步骤: mqubXS;J|P  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 NWeV>;lh9  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 @PKAz&0  
    Wafer Dimensions: Zi ma^IL  
    Length (mm): 8.5 @kS|Jz$iY  
    Width (mm): 3.0 OW?uZ<z  
    x4@MO|C  
    2D wafer properties: O0-> sR  
    Wafer refractive index: Air 3Nc'3NPQ'  
    3 点击 Profiles 与 Materials. rYD']%2  
    B5 D3_ iX]  
    在“Materials”中加入以下材料 gNG.l  
    Name: N=1.5 BEFe~* ~  
    Refractive index (Re:): 1.5 ,nI_8r"M>  
    Tq.MubaO  
    Name: N=3.14 P>>f{3e.  
    Refractive index (Re:): 3.14 ' l|41wxk  
    xP XoJN  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: CZF^Wxk  
    Name: ChannelPro_n=3.14 |{zHM23gD  
    2D profile definition, Material: n=3.14 g9M')8a n  
    u<$S>  
    Name: ChannelPro_n=1.5 q/A/3/  
    2D profile definition, Material: n=1.5 ?0? x+  
    F@B  
    6.画出以下波导结构: HI}pX{.\  
    a. Linear waveguide 1 nZ"{y  
    Label: linear1 -/@|2!d  
    Start Horizontal offset: 0.0 7YoofI  
    Start vertical offset: -0.75 .i1jFwOd|G  
    End Horizontal offset: 8.5 0~Um^q*'3  
    End vertical offset: -0.75 `\Uc4lRS  
    Channel Thickness Tapering: Use Default +ZY2a7uI  
    Width: 1.5 L[`R8n1C  
    Depth: 0.0 ' #;,oX~5  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 ' m  
    C3&17O6  
    b. Linear waveguide 2 0f_66`  
    Label: linear2 v(i1Z}*b  
    Start Horizontal offset: 0.5 4he v ;  
    Start vertical offset: 0.05 +s#S{b  
    End Horizontal offset: 1.0 F<6KaZ|  
    End vertical offset: 0.05 =x|##7  
    Channel Thickness Tapering: Use Default ?j &V:kF  
    Width: 0.1 @m*&c*r  
    Depth: 0.0 nF|#@O`1  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 sURUQ  H  
    QCZ,K" y  
    7.加入水平平面波: E geG,/-`  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: UchALR^5  
    Input field Transverse: Rectangular ]#vvlM>/  
    X Position: 0.5 w`H.ey  
    Direction: Negative Direction o[5=S,'  
    Label: InputPlane1 {hkM*:U  
    2D Transverse: u5  [1Z|O  
    Center Position: 4.5 S3%.-)ib  
    Half width: 5.0 pko!{,c  
    Titlitng Angle: 45 X ,V= od>  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 {hW +^  
    图2.波导结构(未设置周期)
    xi Ov$.@q  
    ]be 0I)  
    8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。 @lb=-oR!~  
    将Linear2代码段修改如下: SX1Fyy6 w  
    Dim Linear2 B|Rpm^ |  
    for m=1 to 8  [%gK^Zt  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) g]EQ2g_N1  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 a'*5PaXU@/  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" k1QpX@  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" _qO;{%r  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" a"v"n$  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" lOowMlf@2  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" ?{ 8sT-Z-L  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True (hRgYwUa<  
    f)u*Q!BDD  
    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。 u8{@PlS  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    } kh/mq  
    (Fbm9(q$d  
    设置仿真参数 D7gX,e  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 .,d$%lN  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: 3isXgp8  
    TE simulation VOowA^  
    Mesh Delta X: 0.015 XNkQk0i;g&  
    Mesh Delta Z: 0.015 = C$ @DNEc  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps  Rsa\V6N>  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 -Y 6.?z  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 82Z[eo  
            其它参数保持默认 Y*5@|Q  
    运行仿真 ^2Fs)19R  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 web8QzLLB  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 5tgILxSK  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 KL:6P-3  
    61s2bt#  
    远场分析衍射 ' 5OVs:)"^  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” ?hry=I(7r  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 Up!ZCZ$RC  
    3. 将位置移动到等于92的网格点,(位置:-0.12)观察当前位置的近场 }jyS\drJ  
    4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”,出现远场转换对话框。(图4) Im' :sJ31  
    图4.远场计算对话框
    f!uA$uL c  
    E{+c*sz  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: `DWi4y7  
    Wavelength: 0.63 yuy+}]uB@  
    Refractive index: 1.5+0i \^;|S  
    Angle Initial: -90.0 1K*f4BnDr~  
    Angle Final: 90.0 0Z1H6qn  
    Number of Steps: 721 q. ,p6D  
    Distance: 100, 000*wavelength r:8]\RU  
    Intensity #0YzPMV  
    e8P!/x-y  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 `1[Sv"  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 Hq"<vp  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到