切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 737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
    6401
    光币
    26150
    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: Jmg9|g!f  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 }YM\IPsPu  
    •光栅布局模拟和后处理分析 @V5i  
    布局layout H8dS]N~[Y  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 Sj|tR[SAoD  
    图1.二维光栅布局
    soQ[Zg4}  
    g"m9[R=]6  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 t)?K@{ 9  
    7I&o  
    步骤: 'r\RN\PT  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 |s(Ih_Zn  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 UF }[%Sa  
    Wafer Dimensions: l Ib d9F  
    Length (mm): 8.5 /N<aN9Z<x,  
    Width (mm): 3.0 r7R.dD /.  
    -KfK~P3PF  
    2D wafer properties: 7[mfI?*m  
    Wafer refractive index: Air f>4|>kS  
    3 点击 Profiles 与 Materials. U:3O E97  
    kTI5CoXzq  
    在“Materials”中加入以下材料 .oT'(6#  
    Name: N=1.5 74:~F)BP  
    Refractive index (Re:): 1.5 &k)v/  
    FkuD Gg~a  
    Name: N=3.14 CxJ3u  
    Refractive index (Re:): 3.14 lA1  
    d6JW"  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: / j%~#@  
    Name: ChannelPro_n=3.14 ,c?( |tF  
    2D profile definition, Material: n=3.14 aBG^Xhx  
    w%X@os}E  
    Name: ChannelPro_n=1.5 tK/,U =+  
    2D profile definition, Material: n=1.5 (S+/e5c)  
    5G(dvM-n  
    6.画出以下波导结构: )1Y?S;  
    a. Linear waveguide 1 h!|Uj  
    Label: linear1 ;fW~Gb?"  
    Start Horizontal offset: 0.0 {7]maOg>7J  
    Start vertical offset: -0.75 ;s3\Z^h4kd  
    End Horizontal offset: 8.5 hwL`9.w  
    End vertical offset: -0.75 |3T2}ohrr  
    Channel Thickness Tapering: Use Default \O;/wf0Hg  
    Width: 1.5 `sso Wn4  
    Depth: 0.0 Z}>F V~4  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 dW!El^w}  
    4Otq3s34FT  
    b. Linear waveguide 2 4'*.3f'bp  
    Label: linear2 D& o\q68W  
    Start Horizontal offset: 0.5 \#VWZ\M8a  
    Start vertical offset: 0.05 Z}\,rex  
    End Horizontal offset: 1.0 kV T |(Y  
    End vertical offset: 0.05 dhnX\/  
    Channel Thickness Tapering: Use Default rTVv6:L  
    Width: 0.1 0!ZaR 6  
    Depth: 0.0 %Y=r5'6l  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 =SeQ- H#  
    S5ai@Ks f  
    7.加入水平平面波: a@|H6:|  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: cb0rkmO  
    Input field Transverse: Rectangular w2XHY>6];  
    X Position: 0.5 .[1 f$  
    Direction: Negative Direction U5~aG!E  
    Label: InputPlane1 4:a ~Wlp[  
    2D Transverse: a:UkVK]MP  
    Center Position: 4.5 $MwBt  
    Half width: 5.0 z\ONw Ml  
    Titlitng Angle: 45 \aM-m:J  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 !z4I-a  
    图2.波导结构(未设置周期)
    _D?/$D7u#%  
    lZ[J1:%  
    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。 ~?fl8RF\  
    将Linear2代码段修改如下: h4 9q(085V  
    Dim Linear2 6fI2y4yEz  
    for m=1 to 8 -.M J3  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) HK<S|6B7V  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 Et(H6O 8  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" ^AJ 2Y_}v  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" &g23tT#P?  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" *C+[I  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" 6|f8DX%3V  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" KA{QGaZ/  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True p!=8Pq.  
    -=8f*K[W  
    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。 8J$1N*J|  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    tKLeq(  
    *WJK&  
    设置仿真参数 biS[GyQ  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 Yu_ eCq5/  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: cQThpgha  
    TE simulation dJnKa]X  
    Mesh Delta X: 0.015 CALD7qMK  
    Mesh Delta Z: 0.015 /|UbYe,  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps <bg6k .s  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 Ank_;jo  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 Vn{;8hZ :a  
            其它参数保持默认 {v=[~H>bt  
    运行仿真 \I4Uj.'> \  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 ^mFsrw  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 SIR2 Kc0  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 Ax~ i`  
    er1X Z  
    远场分析衍射 jCNR63/  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” ;'V[8`Z@  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 a`^$xOK,  
    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 4 Sk@ v  
    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) -X%t wy=  
    图4.远场计算对话框
    GIpYx`mHi  
    PyHL`PZZ  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: }93FWo.  
    Wavelength: 0.63 u^E0u^  
    Refractive index: 1.5+0i ,Fkq/h  
    Angle Initial: -90.0 Ph.RWy")  
    Angle Final: 90.0 7p':a)  
    Number of Steps: 721 'sa)_?Hy  
    Distance: 100, 000*wavelength &Fuk+Cu{  
    Intensity I/A%3i=H  
    Z> Rshtg  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 i(.PkYkaq  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 b3%a4Gg&  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到