切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1154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: A!4VjE>  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 wI>h%y-%!  
    •光栅布局模拟和后处理分析 /W0E(8:C)  
    布局layout Q]T BQ&  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 &D)2KD"N  
    图1.二维光栅布局
    b"&E,=L  
    ,02w@we5  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 P{Lg{I_w.B  
    c>rKgx  
    步骤: AI~9m-,mE  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 >fg4x+0%  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 -)6;0  
    Wafer Dimensions: %i3{TL  
    Length (mm): 8.5 uR^.  
    Width (mm): 3.0 7dHIW!OA  
    w#<p^CS  
    2D wafer properties: ?CFoe$M  
    Wafer refractive index: Air H@4/#V|Uy  
    3 点击 Profiles 与 Materials. i3d y  
    PK}vh%  
    在“Materials”中加入以下材料 N;g$)zCV1  
    Name: N=1.5 *73AAA5LKa  
    Refractive index (Re:): 1.5 u6pIdt  
    dxntGH< O  
    Name: N=3.14 !%V*UR9  
    Refractive index (Re:): 3.14 /L$NE$D} "  
    D Kq-C%  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: pkW5D  
    Name: ChannelPro_n=3.14 &\c5!xQ9*  
    2D profile definition, Material: n=3.14 a-:pJE.'p  
    EzUPah  
    Name: ChannelPro_n=1.5 cPJ7E  
    2D profile definition, Material: n=1.5 ,$ mLL  
    ^9s"FdB]24  
    6.画出以下波导结构: `^zQ$au'u  
    a. Linear waveguide 1 5)8 .  
    Label: linear1 W%WC(/hor  
    Start Horizontal offset: 0.0 6$DG.p  
    Start vertical offset: -0.75 k0knPDbHv  
    End Horizontal offset: 8.5 ^7<[}u;qF  
    End vertical offset: -0.75 !YIb  
    Channel Thickness Tapering: Use Default Stt* 1gT  
    Width: 1.5 )6g&v'dq  
    Depth: 0.0 {n6\g]p3  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 zG<0CZQ8  
    (<n>EF#  
    b. Linear waveguide 2 |w4(rs-  
    Label: linear2 u,\xok"  
    Start Horizontal offset: 0.5 p[b7E`7  
    Start vertical offset: 0.05 -C=]n<ak  
    End Horizontal offset: 1.0 ;NBT 4  
    End vertical offset: 0.05 wCC-Y kA  
    Channel Thickness Tapering: Use Default \DaLHC~  
    Width: 0.1 )#Y|ngZ_>  
    Depth: 0.0 PJ}[D.elO  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 Okk hP  
    6z PV'~q  
    7.加入水平平面波: sC9-+}  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: Ty.drM  
    Input field Transverse: Rectangular ]2P/G5C3tU  
    X Position: 0.5 Xa>}4j.  
    Direction: Negative Direction }0vtc[!  
    Label: InputPlane1 W;91H'`?H  
    2D Transverse: Bg5;Q)  
    Center Position: 4.5 8dlInms  
    Half width: 5.0 z(#=tC|  
    Titlitng Angle: 45 sBbL~ce50?  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 jzQ9zy_  
    图2.波导结构(未设置周期)
    g:;Ya?5N  
    =[APMig,n  
    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。 1O|RIv7F[/  
    将Linear2代码段修改如下: |HNQ|r_5S  
    Dim Linear2 cj`#Tg.  
    for m=1 to 8 Gi;9 S  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) <nf=SRZ  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 ocq2  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" .HQVj'g  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" .&Y,D-h}7|  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" @ca#U-:g  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" tnA_!$Y a  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" /E; ;j9  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True MM=W9#  
    B #;s(O  
    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。 VyRW'  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    w/hh 4ir  
    3KDu!w@  
    设置仿真参数 _!| =AIX  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 "9TxK6  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: F]hx  
    TE simulation ?G2qlna  
    Mesh Delta X: 0.015 H f!9`R[  
    Mesh Delta Z: 0.015 2Zv,K-G  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps AECxd[k$9  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 ;b{pzIe=F  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 {hlT` K  
            其它参数保持默认 pg5@lC]J  
    运行仿真 *pDXcURw  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 p)K9 ZI  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 {yGZc3e1j  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 0G+L1a-  
    8L%%eM_O  
    远场分析衍射 Q>cL?ie  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” XfD z #  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 u>JqFw1  
    3. 将位置移动到等于92的网格点,(位置:-0.12)观察当前位置的近场 m$j n5:  
    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) ^yzo!`)fso  
    图4.远场计算对话框
    #L|JkBia  
    <K|3Q'(S  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: & y#y>([~  
    Wavelength: 0.63 ~gSF@tz@  
    Refractive index: 1.5+0i n0Qh9*h  
    Angle Initial: -90.0 GGFar\ EzW  
    Angle Final: 90.0 COxZ Q  
    Number of Steps: 721 !gD 3CA  
    Distance: 100, 000*wavelength }rFsU\]:q  
    Intensity Fh*q]1F  
    >w%d'e$  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 yfRUTG  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 D2hAlV)i(  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到