切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1134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
    6589
    光币
    27094
    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: \;3B?8wbIl  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 3i@ "D  
    •光栅布局模拟和后处理分析 <3i4NXnL2  
    布局layout &=+cov(3  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 >!HfH(is\  
    图1.二维光栅布局
    hQd@bN8  
    QN{}R;s  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 aTL8l.c2  
    h"RP>fZt  
    步骤: .IW_DM-  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 l|R<F;|  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 = )JVT$]w  
    Wafer Dimensions: s2(w#n)  
    Length (mm): 8.5 I,CAFq  
    Width (mm): 3.0 I =tyQ`  
    % K9; qJ5  
    2D wafer properties: 73^ T*  
    Wafer refractive index: Air m>Yo 9/XpZ  
    3 点击 Profiles 与 Materials. =sUl`L+w,L  
    ';;p8bv+  
    在“Materials”中加入以下材料 LK   
    Name: N=1.5 d'Ik@D]I  
    Refractive index (Re:): 1.5 2yEO=SN,(  
    QoT3;<r}  
    Name: N=3.14 `wn<3#  
    Refractive index (Re:): 3.14 A}t&-  
    bo~{<UT  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: CN8@c!mB  
    Name: ChannelPro_n=3.14 *MnG-\{j  
    2D profile definition, Material: n=3.14 ]RJb;  
    (T%F!2i([U  
    Name: ChannelPro_n=1.5 %ojR?=ON  
    2D profile definition, Material: n=1.5 |5<& r]xN  
    O$<%z[  
    6.画出以下波导结构: [G'!`^V,  
    a. Linear waveguide 1 6`s%%v  
    Label: linear1 /IrR,bvA  
    Start Horizontal offset: 0.0 U'Ja\Ek/f  
    Start vertical offset: -0.75 {LB }v;?l  
    End Horizontal offset: 8.5 HP4'8#3o  
    End vertical offset: -0.75 3gV&`>@  
    Channel Thickness Tapering: Use Default z 1#0  
    Width: 1.5 r:WgjjA%  
    Depth: 0.0 IQk#  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 U&]p!DV&;  
    quCWc2pXX  
    b. Linear waveguide 2 UpszCY4  
    Label: linear2 9znx1AsN  
    Start Horizontal offset: 0.5 JK:mQ_  
    Start vertical offset: 0.05 53,,%Ue  
    End Horizontal offset: 1.0 4I:JaRT d  
    End vertical offset: 0.05 ~J. Fl[  
    Channel Thickness Tapering: Use Default syC"eH3{  
    Width: 0.1 cyHak u+  
    Depth: 0.0 Ip7FD9 ^  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 VhH]n yi7D  
    3w<j:\i  
    7.加入水平平面波: xvx\H'  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: ^pQo`T6  
    Input field Transverse: Rectangular \@}$Wjsl  
    X Position: 0.5 CyK$XDHa  
    Direction: Negative Direction XoxR5arj  
    Label: InputPlane1 CSX$Pk*  
    2D Transverse: \9|]  
    Center Position: 4.5 [b k&Nd[  
    Half width: 5.0 49J+&G?)j  
    Titlitng Angle: 45 }N#>q.M  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 OJ_2z|f<  
    图2.波导结构(未设置周期)
    CI~;B  
    {Y* ]Qc  
    8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。 @DQ"vFj6<  
    将Linear2代码段修改如下: l5y#i7q  
    Dim Linear2 -o!,,XYj .  
    for m=1 to 8 n;k97>m${x  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) "<.  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 I>8@=V~  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" \'LCC-  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" i!d7,>l+Q~  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" iQ]c k-  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" SAll9W4  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" X+gz+V/  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True o4[2`mT  
    s[B6%DI/5  
    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。 zIQc#F6\5  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    mN'9|`>V>  
    Kf?{GNE7  
    设置仿真参数 6 pn@`UK  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 UQf>5g  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: DN 8pJa  
    TE simulation V\M!]Nnxr  
    Mesh Delta X: 0.015 V+a%,sI  
    Mesh Delta Z: 0.015 )p^jsv.  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps CU>K  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 HlL@{<  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 dzv,)X  
            其它参数保持默认 BL5  
    运行仿真 -R$FJb Id  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 q'V{vFfY%  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 9c;lTl^4;  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 g1*H|n h2  
    o27`g\gDR,  
    远场分析衍射 1707  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” 9MzkG87J  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 CG>2 ,pP,  
    3. 将位置移动到等于92的网格点,(位置:-0.12)观察当前位置的近场 'lRHdD}s  
    4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”,出现远场转换对话框。(图4) ^R'!\m|FR  
    图4.远场计算对话框
    +e]b,9.sR  
    .sR&9FH  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: :*Ggz|  
    Wavelength: 0.63 OI}HvgV^!  
    Refractive index: 1.5+0i :kx#];2i  
    Angle Initial: -90.0 P[P72WR  
    Angle Final: 90.0 H6JMN1#t$  
    Number of Steps: 721 -Lf6]5$2'  
    Distance: 100, 000*wavelength Sd{"A0[A|  
    Intensity gcCYXPZp  
    ^%X\ }><  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 VaI P  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 Q fyERa\rb  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到