切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1292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
    6659
    光币
    27444
    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: i^> RjR  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。  WsoB!m  
    •光栅布局模拟和后处理分析 MVCCh+,GI  
    布局layout qm '$R3g  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 $~-j-0 \m  
    图1.二维光栅布局
    /j^zHrLN  
    EZHEJW'JnE  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 J@5 OZFMZ  
    XkD_SaL}  
    步骤: upJishy&I  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 A~6 Cs  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 h~1QmEat  
    Wafer Dimensions: {Xp.}c  
    Length (mm): 8.5 lN&GfPP6  
    Width (mm): 3.0 4rx|6NV6  
    p[wjHfIq  
    2D wafer properties: _&M>f?l  
    Wafer refractive index: Air '=2t(@aC  
    3 点击 Profiles 与 Materials. i6-K!  
    &yN<@.  
    在“Materials”中加入以下材料 w"e2}iE7  
    Name: N=1.5 @4|/| !  
    Refractive index (Re:): 1.5 ZQ:Y5 ph  
    l{R)yTO  
    Name: N=3.14 p<jr&zVEc>  
    Refractive index (Re:): 3.14 LiRY -;8=  
    w7C=R8^  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: k8ck#%#}Wu  
    Name: ChannelPro_n=3.14 X*~YCF[_  
    2D profile definition, Material: n=3.14 <(^pHv7Q  
    ,>^~u  
    Name: ChannelPro_n=1.5 }8SHw|-  
    2D profile definition, Material: n=1.5 bcYz?o6  
    cBA[D~s  
    6.画出以下波导结构: Nh))U  
    a. Linear waveguide 1 n>Ei1  
    Label: linear1 /<C=9?Ok  
    Start Horizontal offset: 0.0 !9 F+uc5  
    Start vertical offset: -0.75 Gl:AS PZ6  
    End Horizontal offset: 8.5 s,RS}ek~|  
    End vertical offset: -0.75 h(L5MZs  
    Channel Thickness Tapering: Use Default 6i4j(P  
    Width: 1.5 :o:??tqw  
    Depth: 0.0 @^e@.)  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 m "DMa  
    oW_WW$+N  
    b. Linear waveguide 2 *+AP}\p0F  
    Label: linear2 u *< (B  
    Start Horizontal offset: 0.5 c>g%oE  
    Start vertical offset: 0.05 ".\(A f2  
    End Horizontal offset: 1.0 SS`C0&I@p  
    End vertical offset: 0.05 j7d;1 zB+G  
    Channel Thickness Tapering: Use Default u v5@Alm  
    Width: 0.1 u;!Rv E8N  
    Depth: 0.0 { \ePJG#  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 */)gk=x8  
    h2>0#Vp3j  
    7.加入水平平面波: :q=OW1^k^  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: 5f5ZfK3<i  
    Input field Transverse: Rectangular @o ED tN  
    X Position: 0.5 Ir'f((8:  
    Direction: Negative Direction 8`2K=`]ES+  
    Label: InputPlane1 eG v"&kr  
    2D Transverse: H]e 2d|  
    Center Position: 4.5 DkIF vsLK  
    Half width: 5.0 JF gN  
    Titlitng Angle: 45 )N<!3yOz  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 2?j1~]DvZ  
    图2.波导结构(未设置周期)
    ?KN_J  
    Ce:ds%  
    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。 >UMnItq(l  
    将Linear2代码段修改如下: .kIf1-(<U  
    Dim Linear2 'UxA8i(  
    for m=1 to 8 K="+2]{I  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) c'2ra/?k  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 V'.|IuN  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" MF`'r#@:wa  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" fW _.  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" (XJQ$n  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" EMG*8HRI>r  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" MeX1y]<It  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True ^= G+]$8  
    sYpogFfV  
    点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局,布局如图3所示。 9YABr> ?  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    ;"Y6&YP<  
    V*}zwm s6  
    设置仿真参数 7%"7Rb^@  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 BP$#a #  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: R{_IrYk  
    TE simulation K }BX6dA  
    Mesh Delta X: 0.015 ([~`{,sv  
    Mesh Delta Z: 0.015 }^7V^W  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps SO/]d70HG  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 CvJEY  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 Oe`t!&v  
            其它参数保持默认 +bW|Q>u  
    运行仿真 (rn x56I$  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 4)I#[&f  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 yxbTcZ  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 U@nwSfp:G  
    JuSS5_&  
    远场分析衍射 ;kBies>V  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” [<QWTMjR  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 @XC97kGWp  
    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 MVZ>:G9:  
    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) S!_?# ^t  
    图4.远场计算对话框
    #1@~w}Dh  
    /&7Yi_]r  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: +`-a*U94  
    Wavelength: 0.63 ~py0Vx,F  
    Refractive index: 1.5+0i %<yM=1~>  
    Angle Initial: -90.0 G`"Cqs<  
    Angle Final: 90.0 u(702S4  
    Number of Steps: 721 Bq_P?Q+\  
    Distance: 100, 000*wavelength IviQ)h p  
    Intensity -^v}T/Kl#  
    D|9fHMg %  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 ton`ji\^  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 N1~$ +  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到