切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1130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
    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: .6Lhy3x  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 l0_E9qh-i  
    •光栅布局模拟和后处理分析 U;Y}2  
    布局layout 19-yM`O  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 GoVPo'  
    图1.二维光栅布局
    1> @|  
    k$x 'v#  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 "T1#*"{j  
    N9h@1'>  
    步骤: *Qwhi&k  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 Qbt>}?-  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 ,bwopRcA  
    Wafer Dimensions: 7 }MJK)  
    Length (mm): 8.5 U W)&Eky  
    Width (mm): 3.0 b%jG?HSu  
    $HCAC 4  
    2D wafer properties: ABe^]HlH  
    Wafer refractive index: Air TNT"2FoBd  
    3 点击 Profiles 与 Materials. ,lS-;.  
    ihY^~  
    在“Materials”中加入以下材料 bOIM0<(h  
    Name: N=1.5 ,<j5i?  
    Refractive index (Re:): 1.5 }~~^ZtJ\  
    1z@# 8_@  
    Name: N=3.14 rbZ6V :  
    Refractive index (Re:): 3.14 Q;,3W+(  
    P<JkRX  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: CJtjn  
    Name: ChannelPro_n=3.14 |afK"N  
    2D profile definition, Material: n=3.14 nC{rs+P  
    n zrCOMld  
    Name: ChannelPro_n=1.5 $`dNl#G,  
    2D profile definition, Material: n=1.5 z.Kq}r^  
    l3#dfW{  
    6.画出以下波导结构: Y~SlipY_  
    a. Linear waveguide 1 ${6'  
    Label: linear1 ;)pV[3[  
    Start Horizontal offset: 0.0 }' 0Xz9/ l  
    Start vertical offset: -0.75 ~Q 9)Q  
    End Horizontal offset: 8.5 XoiYtx53  
    End vertical offset: -0.75 $AhX@|?z  
    Channel Thickness Tapering: Use Default 7^TXlW n^G  
    Width: 1.5 3[i !2iL.  
    Depth: 0.0 A;`U{7IST  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 2m_M9e\  
    ^(JbJ@m/  
    b. Linear waveguide 2 y-q?pqt  
    Label: linear2 SFgIY]  
    Start Horizontal offset: 0.5 (U(x[Df)  
    Start vertical offset: 0.05 KXfW&d(Pk  
    End Horizontal offset: 1.0 .EZ{d  
    End vertical offset: 0.05 $ 14DTjj  
    Channel Thickness Tapering: Use Default >^GCSPe  
    Width: 0.1 M`fXH 3D  
    Depth: 0.0 qFChZ+3>  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 <$2zr4  
    @,`=~_J  
    7.加入水平平面波: w>BFgb?  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: w*P4_= :%Y  
    Input field Transverse: Rectangular Y4!q 1]TGX  
    X Position: 0.5 y1My, ?"?  
    Direction: Negative Direction hg=G//  
    Label: InputPlane1 m_I$"ge  
    2D Transverse: < LAD  
    Center Position: 4.5 #$B,8LFz,$  
    Half width: 5.0 ?,DbV|3 _\  
    Titlitng Angle: 45 X0QS/S-+  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 "$cT*}br  
    图2.波导结构(未设置周期)
    W&f Py%g  
    I/V#[KC  
    8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。 Vy~$%H94  
    将Linear2代码段修改如下: 5(`GF|  
    Dim Linear2 +p6\R;_E  
    for m=1 to 8 `0sk2fn  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) 7[0k5-  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 'c{]#E1}  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" m1i$>9,  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" Nb^:_0&H@  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" )K3 vzX  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" <qY>d,+E'  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" #%tL8/K*  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True [4rMUS7-m"  
    &'\+Z  
    点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局,布局如图3所示。 pAmI ](  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    e`1s[ ^B  
    6mpUk.M"  
    设置仿真参数 e"mfJY  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 Q.$h![`6  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: ^WPV  
    TE simulation 3g:+p  
    Mesh Delta X: 0.015 e-=PT 1T`  
    Mesh Delta Z: 0.015 ulo7d1OVkJ  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps 31Mc<4zI8  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 =Fl4tY#X  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 CoXL;\  
            其它参数保持默认 XQ;d ew+  
    运行仿真 K): sq{  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 =JH,RQ *  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 ^:ngHue8~  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 0\*<k`dY  
    *3($s_r>  
    远场分析衍射 S`@*zQ  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” tTp`e0L*m  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 C,u.!g;lm  
    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 "T=LHjE  
    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) 4FdH:os  
    图4.远场计算对话框
    (5;xs  
    K L~sEli  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: H9!*DA<W  
    Wavelength: 0.63 jzMGRN/67  
    Refractive index: 1.5+0i p:%E>K1<  
    Angle Initial: -90.0 wuQkeWxJ  
    Angle Final: 90.0 sH: &OaA  
    Number of Steps: 721 ka%pS  
    Distance: 100, 000*wavelength "ZW*O{  
    Intensity R~-q! nC  
    6mLE-( Z7  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 '8 #*U  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 q)zvePO#  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到