切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 661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
    6374
    光币
    26015
    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<y& \'3  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 ghk5rl$   
    •光栅布局模拟和后处理分析 u"$a>S_  
    布局layout D y6$J3 r  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 ]6tkEyuq  
    图1.二维光栅布局
    \o3"~\|6C  
    $mco0 %$  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 xSpC'"   
    BH0!6Oq  
    步骤: 9Z\z96O-  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 guN4-gGDr<  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数  Kn+=lCk  
    Wafer Dimensions: #`tD1T{;  
    Length (mm): 8.5 J."{<&  
    Width (mm): 3.0 ?BCy J  
    71B3a  
    2D wafer properties: .BTx&AqU  
    Wafer refractive index: Air <l\N|+7R  
    3 点击 Profiles 与 Materials. #_Ea[q7v  
    {j(4m  
    在“Materials”中加入以下材料 !>;w!^U  
    Name: N=1.5 o%(bQV-T  
    Refractive index (Re:): 1.5 HOYq?40.R  
    'zSgCgCHX8  
    Name: N=3.14 UPCQs",  
    Refractive index (Re:): 3.14 i8V0Ty4~N  
    ].DY"  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: yYAnwf  
    Name: ChannelPro_n=3.14 ` DCU>bt&R  
    2D profile definition, Material: n=3.14 %u]6KrG18b  
    ?)A2Kw>2  
    Name: ChannelPro_n=1.5 +h[e0J|v{  
    2D profile definition, Material: n=1.5 ;:#U 6?=t  
    hd^x}iK"  
    6.画出以下波导结构: y{rn-?`{  
    a. Linear waveguide 1 }6~)bLzI}  
    Label: linear1 `ypL]$cW  
    Start Horizontal offset: 0.0 qR,.W/eS8  
    Start vertical offset: -0.75 5 Rz/Ri\c=  
    End Horizontal offset: 8.5 $>vy(Y  
    End vertical offset: -0.75 iV)ac\  
    Channel Thickness Tapering: Use Default HY;oy(  
    Width: 1.5 oW'PO Ar  
    Depth: 0.0 D?u`  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 ]UUI~sFE  
    [%.18FWI  
    b. Linear waveguide 2 GEE ]Kr  
    Label: linear2 H/i<_LP  
    Start Horizontal offset: 0.5 DA <ynBQ  
    Start vertical offset: 0.05 Tx+ p8J|Yr  
    End Horizontal offset: 1.0 QaMDGD  
    End vertical offset: 0.05 GAU!_M5N  
    Channel Thickness Tapering: Use Default huAyjo  
    Width: 0.1 N_vXYaY  
    Depth: 0.0 *caLN,G  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 R`He^  
    &telCg:  
    7.加入水平平面波: w??c1)  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: {% F`%_{"  
    Input field Transverse: Rectangular k/#M<z  
    X Position: 0.5 XV2=8#R  
    Direction: Negative Direction yisLypM*  
    Label: InputPlane1 Qq0O0U  
    2D Transverse: kME^tpji  
    Center Position: 4.5 * -z4<LAa  
    Half width: 5.0 $r"A@69^RS  
    Titlitng Angle: 45 XM!M%.0WS  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 3i(Jon/p  
    图2.波导结构(未设置周期)
    ~PYFYjHC  
    F50 JJZ  
    8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。 6$z'wy/*  
    将Linear2代码段修改如下: @^wpAQfd4  
    Dim Linear2 "A7<XN<  
    for m=1 to 8 ;C_ >  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) *tG11gR,&  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 J 9a $AU*  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" /| f[us-w  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" Doj(.wm~  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" P!>g7X  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" T&4fBMBp,%  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" IozNjII$:.  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True Cgo XZX  
    w -dI<s  
    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。 ;Xh5oB\)W  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    _FFv#R*4  
    pE(sV{PD  
    设置仿真参数 j]4,6` b\  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 {r{>?)O  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: Loc8eToZ  
    TE simulation )]}$   
    Mesh Delta X: 0.015 y^YVo^3  
    Mesh Delta Z: 0.015 p|s2G~0<  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps ?1$\pq^  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 7?"9J `*  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 P,`=]Y*  
            其它参数保持默认 :3gFHBFDj  
    运行仿真 h {H]xe[Q  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 i]@c.Q iFN  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 bQpoXs0w;  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 Hi7G/2t@`  
    5E.vje{U;  
    远场分析衍射 Q6|@N~UeZ  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” q!@c_o  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 X$PS(_M  
    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 ]eD[4Y\#t  
    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) \aB&{`iG  
    图4.远场计算对话框
    O E]~@eU  
    )Kr(Y.w  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: g!\QIv1D  
    Wavelength: 0.63 3m~U(yho  
    Refractive index: 1.5+0i tB !|p6  
    Angle Initial: -90.0 0pCDE s  
    Angle Final: 90.0 Ul9b.`6  
    Number of Steps: 721 ]ci RiMkT(  
    Distance: 100, 000*wavelength xNx`J@xt$  
    Intensity E~qK&7+  
    [@zkv)D6  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 {YfYIt=.  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 wb@]>MJ}[s  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到