切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 699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
    在线infotek
     
    发帖
    6389
    光币
    26090
    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: ehZ/J5  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 BxaGBK<k  
    •光栅布局模拟和后处理分析 $gCN[%+j  
    布局layout cG1iO:  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 HNLr} Yj  
    图1.二维光栅布局
    !L2!:_  
    mH)8A+us  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 @yF >=5z:  
    DbYnd%k*4  
    步骤: bicbCC6kC  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 #@E:|^$1y  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数  I*n]8c  
    Wafer Dimensions: f @Vd'k<  
    Length (mm): 8.5 mA^3?y j  
    Width (mm): 3.0 #9{2aRCJ  
    4hkyq>c}  
    2D wafer properties: rkz84wDx  
    Wafer refractive index: Air :G &:v  
    3 点击 Profiles 与 Materials. S.pXo'}  
    `r0lu_.$]4  
    在“Materials”中加入以下材料 &%u m#XE  
    Name: N=1.5 7t/Y5Qf  
    Refractive index (Re:): 1.5 LyG`q3@  
    & u6ydN1xe  
    Name: N=3.14 #L&/o9|  
    Refractive index (Re:): 3.14 G?Za/G  
    % pAbkb3m  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: `$3ktQ$  
    Name: ChannelPro_n=3.14 v<mSd2B*  
    2D profile definition, Material: n=3.14 59~mr:*sF  
    J'yCVb)V  
    Name: ChannelPro_n=1.5 F6"s&3D{  
    2D profile definition, Material: n=1.5 gu&W:FY  
    U U#tm  
    6.画出以下波导结构: sH]T1z  
    a. Linear waveguide 1 ,V{Bpr  
    Label: linear1 }nSu7)3$B  
    Start Horizontal offset: 0.0 ~(:0&w%e  
    Start vertical offset: -0.75 s|X_:3\x  
    End Horizontal offset: 8.5 _9?v?mL5;  
    End vertical offset: -0.75 ;J:*r0  
    Channel Thickness Tapering: Use Default K>n@8<7  
    Width: 1.5 $9u:Ox 2  
    Depth: 0.0 -z%->OUu  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 t3=K>Y@w  
    Bm<tCN-4  
    b. Linear waveguide 2 XD80]@\za  
    Label: linear2 .:e#!~Ki  
    Start Horizontal offset: 0.5 d<E2=WVB6  
    Start vertical offset: 0.05 5Fbb5`(  
    End Horizontal offset: 1.0 e*d lGK3l  
    End vertical offset: 0.05 ,$RXN8x1  
    Channel Thickness Tapering: Use Default _rz\[{)  
    Width: 0.1 x6^FpNgQ  
    Depth: 0.0 C 'S_M@I=  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 ;Zn&Nc7  
    EYi{~  
    7.加入水平平面波: y. (m#&T  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: U /xzl4m6  
    Input field Transverse: Rectangular :Y4Sdj  
    X Position: 0.5 Mky^X,r  
    Direction: Negative Direction H}(WL+7  
    Label: InputPlane1 +>yspOEz  
    2D Transverse: HrT@Df  
    Center Position: 4.5 n#B}p*G  
    Half width: 5.0 V}Oz!  O  
    Titlitng Angle: 45 *z0 R f;  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 6z'0fi|EN  
    图2.波导结构(未设置周期)
    -lXQQ#V -  
    T7l,}G  
    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。 LvU/,.$  
    将Linear2代码段修改如下: 7e D` is  
    Dim Linear2 E,ooD3$h  
    for m=1 to 8 f lt'~fe  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) 6="o&!  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 %=V" }P[  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" K <WowU  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" dF|R`Pa2ML  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" z80*Ylx  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" b{X.lz0  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" SzFh  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True `m$,8f%j6_  
    JIc9csr:b  
    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。 ` M-  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    A5[kYD,_  
    >y!O_@>z  
    设置仿真参数 A{\DzUV9,  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 R@`xS<`L/  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: OT"jV  
    TE simulation }g[Hi`  
    Mesh Delta X: 0.015 ?DnQU"_$  
    Mesh Delta Z: 0.015 F)19cKx7  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps Iv{iJoe;UH  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 `wSoa#U"@  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 #W8c)gkG9  
            其它参数保持默认 $jBi~QqOf  
    运行仿真 |C,]-mJG  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 %:dd#';g  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 D>`{f4Y  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 P E[5oH  
    1k"i"kRM  
    远场分析衍射 [~;wCW,1  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” W!TT fj   
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 t*Z-]P  
    3. 将位置移动到等于92的网格点,(位置:-0.12)观察当前位置的近场 A}3E)Qo=G  
    4. 在Crosscut Viewer的工具菜单中选择“Far Field”,出现远场转换对话框。(图4) +LF=oM<  
    图4.远场计算对话框
    x/0x&la  
    49Y:}<Yd   
    5. 在远场对话框,设置以下参数: e"Z,!Q^-L  
    Wavelength: 0.63 "kucFf f  
    Refractive index: 1.5+0i g1B P  
    Angle Initial: -90.0 8zwH^q[`r  
    Angle Final: 90.0 0 eOdE+  
    Number of Steps: 721 tao9icl*`  
    Distance: 100, 000*wavelength v v   
    Intensity vJW`aN1<I3  
    77 ?TRC  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 E#kH>q@K`$  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 .&K?@T4l  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到