切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1192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
    6613
    光币
    27214
    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: F H1Z 2  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 Ks\ NE=;5  
    •光栅布局模拟和后处理分析 > 0<)=  
    布局layout ] 7 _`]7p  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 5 Qoew9rA  
    图1.二维光栅布局
    0dh=fcb  
    " ZX3sfkh  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 21(p|`X  
    o:6@ Kw^  
    步骤: !!o8N<NU  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 v<fnB  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 g&n)fF  
    Wafer Dimensions: p^iRPI  
    Length (mm): 8.5 3R&lqxhg  
    Width (mm): 3.0 x}twsc`  
    eX_D/25 $  
    2D wafer properties: b}Zd)2G  
    Wafer refractive index: Air q:<{% U$  
    3 点击 Profiles 与 Materials. 4Bl{WyMJ|  
    |7#[ (%D!  
    在“Materials”中加入以下材料 B&N/$= 5m  
    Name: N=1.5 Z;h<6[(  
    Refractive index (Re:): 1.5 S(mF%WJ  
    `EtS!zD~b  
    Name: N=3.14 @zgdq  
    Refractive index (Re:): 3.14 V i&*&"q  
    B(F,h+ajy  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: KzQ3.)/q  
    Name: ChannelPro_n=3.14 *|_"W+JC  
    2D profile definition, Material: n=3.14 9h0X&1u  
    .SWt3|Pi5  
    Name: ChannelPro_n=1.5 l$hJE;n  
    2D profile definition, Material: n=1.5 _GKB6e%  
    3/#:~a9Q  
    6.画出以下波导结构: -n0C4kZ2o  
    a. Linear waveguide 1 "6a8s;  
    Label: linear1 .%zy`n  
    Start Horizontal offset: 0.0 !`mZ0c+  
    Start vertical offset: -0.75 ,|88r=}  
    End Horizontal offset: 8.5 GHQ;hN:  
    End vertical offset: -0.75 u0`%+:]0  
    Channel Thickness Tapering: Use Default hd 0 'u  
    Width: 1.5 7#<c>~   
    Depth: 0.0 bZx!0>h  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 ,/O[=9l36R  
    )NR Q2  
    b. Linear waveguide 2 VxzkQ}o  
    Label: linear2 z_ =Bt  
    Start Horizontal offset: 0.5 _uc\ D R  
    Start vertical offset: 0.05 <58l;<0  
    End Horizontal offset: 1.0 v=95_l  
    End vertical offset: 0.05 ?6!]Nl1gr  
    Channel Thickness Tapering: Use Default {m`A!qcD|  
    Width: 0.1 $F.kK%-*  
    Depth: 0.0 {_U Kttp  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 {iG@U=>  
    gKg-O  
    7.加入水平平面波: tb?YLxMV  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: <ER'Ed  
    Input field Transverse: Rectangular 7a=S  
    X Position: 0.5 i*eAdIi  
    Direction: Negative Direction *6BThvg|&X  
    Label: InputPlane1 NU (AEfF  
    2D Transverse: irk*~k ?  
    Center Position: 4.5 e5Mln!.o  
    Half width: 5.0 ]B=C|usJ  
    Titlitng Angle: 45 Y qcD-K  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 u>pBB@  
    图2.波导结构(未设置周期)
    \Ey~3&x9f  
    E VQ0l@K  
    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。 L_em')  
    将Linear2代码段修改如下: 71C42=AU  
    Dim Linear2 [ $fJRR  
    for m=1 to 8 DF{OnF  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) a,7 &"  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 /+e~E;3bO  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" NcCvm#  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" 6Fy@s  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" IaFr&  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" \M]-bw`  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" w{ `|N$  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True S=3^Q;V/1  
    ):EBgg4-N  
    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。 0|D&"/.R#!  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    3 ?&h^UX  
    F~U!1)  
    设置仿真参数 r.0oxH']  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 sCl$f7"  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: M2@^bB\J  
    TE simulation 69#8Z+dw7  
    Mesh Delta X: 0.015 mDFlz1J,e  
    Mesh Delta Z: 0.015 pUl8{YGS  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps ) uP\>vRy  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 G%# 05jH  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 Lv1{k\aw  
            其它参数保持默认 Eaad,VBtU  
    运行仿真 ngi<v6i  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 }%{MPqg  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 >uJ/TQU  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 + E"[  
    #t!}K_  
    远场分析衍射 8cHE[I  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” u1K\@jlw  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 AY_Q""v  
    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 P,bd'  
    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) +pqM ^3t|y  
    图4.远场计算对话框
    NHX>2-b  
    ;K:8#XuV  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: > 8]j  
    Wavelength: 0.63 #f'DEo<b  
    Refractive index: 1.5+0i TOI4?D]  
    Angle Initial: -90.0 AW5iV3  
    Angle Final: 90.0 0_eQlatb  
    Number of Steps: 721 b4,jN~ci  
    Distance: 100, 000*wavelength K'6[J"dB  
    Intensity G%TL/Z40  
    GO5~!g  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 ?)3jqQ.  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 BQ05`nkF  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到