切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 666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
    6374
    光币
    26015
    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: )TEm1\  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 7#c4.9b?  
    •光栅布局模拟和后处理分析 /\;m/cwrl"  
    布局layout E *IP#:R  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 Rt:^'Qi$!  
    图1.二维光栅布局
    xQ2: tY#?  
    M%Ksyr9  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 ,p#r; O<O  
    [9B1%W  
    步骤: 0m=57c$O  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 C,A/29R,s  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 m@u% 3*:  
    Wafer Dimensions: E NCWOj  
    Length (mm): 8.5 ->X>h_k.Y  
    Width (mm): 3.0 ?;H}5>^8P  
    8O$ LY\G  
    2D wafer properties: I!Z"X&  
    Wafer refractive index: Air 74a@/'WbE  
    3 点击 Profiles 与 Materials. nMZ)x-  
    }%-iJ\  
    在“Materials”中加入以下材料 J3(E{w8Q  
    Name: N=1.5 UG=]8YY!  
    Refractive index (Re:): 1.5 N|Ag8/2A  
    U$<" . q  
    Name: N=3.14 0~K&P#iR  
    Refractive index (Re:): 3.14 9zS   
    0:>hK\F#  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: sei2\l8q  
    Name: ChannelPro_n=3.14 *nHuGla  
    2D profile definition, Material: n=3.14 jd,i=P%  
    ZHa>8x;Mjl  
    Name: ChannelPro_n=1.5 Wy*+8~@A  
    2D profile definition, Material: n=1.5 | oK9o6m4  
    ,lStT+A  
    6.画出以下波导结构: N_S~&(I|  
    a. Linear waveguide 1 .)_2AoT7[  
    Label: linear1 IVkB)9IW  
    Start Horizontal offset: 0.0 K!.t}s.t  
    Start vertical offset: -0.75 "bDj 00nwh  
    End Horizontal offset: 8.5 fISK3t/=C  
    End vertical offset: -0.75 G}^=(,jl  
    Channel Thickness Tapering: Use Default HZZZ [km  
    Width: 1.5 5 7t.Ud  
    Depth: 0.0 ,a,2I  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 Nh_\{ &r  
    fK+ 5   
    b. Linear waveguide 2 oI[rxr  
    Label: linear2 ,ofE*Wt  
    Start Horizontal offset: 0.5 ZJQFn  
    Start vertical offset: 0.05 <+-n lK4  
    End Horizontal offset: 1.0 Hz."4nhv  
    End vertical offset: 0.05 )\ceanS  
    Channel Thickness Tapering: Use Default l EzN   
    Width: 0.1 IQ~qiFCf  
    Depth: 0.0 Ul9^"o  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 RJzIzv99m  
    R:YVmqd  
    7.加入水平平面波: >e R^G5rn;  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: "mQcc }8  
    Input field Transverse: Rectangular Xd5s8C/}  
    X Position: 0.5 aEvbGo  
    Direction: Negative Direction yDKH;o  
    Label: InputPlane1 Y`(Ri-U4  
    2D Transverse: DAP/  
    Center Position: 4.5 -` ViuDX=  
    Half width: 5.0 8K?}!$fz  
    Titlitng Angle: 45 Xi) ;dcNJ  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 Wp8>Gfb2  
    图2.波导结构(未设置周期)
    ;"x+V gS'  
    |xcC'1WU  
    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。 `Ucj_6&Tqs  
    将Linear2代码段修改如下: H~nX! sO  
    Dim Linear2 +cqUp6x.  
    for m=1 to 8 * 7Ov.v%  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) e4SS'0|  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 -43>?m/a  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" < $e#o H  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" ]!"w?-h Si  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" ufIvvZ*  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" &BrFcXF  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" x@Z{5w_a  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True v$Fz^<Na  
    gM>?w{!LBx  
    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。 anbw\yh8  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    '(3 QyCD  
    eG!ma`v  
    设置仿真参数 } SW p~3P  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 IiqqdU]  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: 5%WAnh  
    TE simulation l3>e-kP  
    Mesh Delta X: 0.015 x4c|/}\)*  
    Mesh Delta Z: 0.015 2SC-c `9)  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps UTKyPCfj  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 $M,<=.oT  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 I <D7 Jj  
            其它参数保持默认 03v+eT  
    运行仿真 tm.60udbo  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 sIf]e'@AC  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 M' z.d  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 %'s_ =r`  
    zgEN2d  
    远场分析衍射 >"b W'  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” wrgB =o  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 ;!S5P(  
    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 5H XF3  
    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) =EFh*sp  
    图4.远场计算对话框
    VfpT5W<  
    c.Hw K\IU  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: j AOy3c  
    Wavelength: 0.63 ~k"b"+2  
    Refractive index: 1.5+0i 0j(U &  
    Angle Initial: -90.0 /7#e  
    Angle Final: 90.0 z+Fu{<#(  
    Number of Steps: 721 A)"L+Yu5  
    Distance: 100, 000*wavelength SgewAng?@o  
    Intensity b`D]L/}pr  
    3pvqF,"~D  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 3{?X>6T  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 igA?E56?  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到