切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 981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
    6441
    光币
    26350
    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:  /$93#$  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 qKSR5 #  
    •光栅布局模拟和后处理分析 xM{[~Kh_x  
    布局layout eP (*.  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 aP(~l_  
    图1.二维光栅布局
    >'n[B    
    -qpvVLR,  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 2V 8 "jc  
    em7L `,  
    步骤: ZKW1HL ]m  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 shGUG;  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 C{U*{0}  
    Wafer Dimensions: p7+>]sqX  
    Length (mm): 8.5 RJ'za1@z;b  
    Width (mm): 3.0 <|'ETqP<+  
    (]k Q9}8  
    2D wafer properties: @Y,t]  
    Wafer refractive index: Air [cFD\"gJAr  
    3 点击 Profiles 与 Materials. ((?"2 }1r  
    A|Ft:_Y  
    在“Materials”中加入以下材料 0rX%z$D+@  
    Name: N=1.5 ;=0-B&+v  
    Refractive index (Re:): 1.5 Sc3{Y+g  
    H.hKh  
    Name: N=3.14 3]iw3M  
    Refractive index (Re:): 3.14 E*R-Dno_F  
    n[BYBg1yG  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: lhQMR(w^  
    Name: ChannelPro_n=3.14 r:rPzq1  
    2D profile definition, Material: n=3.14 D,$M$f1  
    f x:vhEX  
    Name: ChannelPro_n=1.5 -~sW@u)O  
    2D profile definition, Material: n=1.5 >q')%j  
    2./ z6jXW_  
    6.画出以下波导结构: XiV*d06{  
    a. Linear waveguide 1 3f>9tUWhTy  
    Label: linear1 dM,{:eID  
    Start Horizontal offset: 0.0 gdAd7 T  
    Start vertical offset: -0.75 A?-t`J  
    End Horizontal offset: 8.5 )(d~A?~  
    End vertical offset: -0.75 U e-AF#  
    Channel Thickness Tapering: Use Default C(sz/x?11  
    Width: 1.5 f% 8n?f3;u  
    Depth: 0.0 ("f~gz<<  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 8~!h8bkC  
    lib^JJF  
    b. Linear waveguide 2 R0w~ Z   
    Label: linear2 <}mA>c'k  
    Start Horizontal offset: 0.5 xt@v"P2Ok  
    Start vertical offset: 0.05 H>\l E2  
    End Horizontal offset: 1.0 1)e[F#|  
    End vertical offset: 0.05 'D[ *|Qcy  
    Channel Thickness Tapering: Use Default daB 5E<?  
    Width: 0.1 zzC{I@b  
    Depth: 0.0 e Z L!Z!  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 dF|n)+C~R  
    t[({KbIy  
    7.加入水平平面波: G=Xas"|  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: yp hd'Pu"  
    Input field Transverse: Rectangular pNHL&H\  
    X Position: 0.5 u3X!O  
    Direction: Negative Direction '*U_!RmQ  
    Label: InputPlane1 FIJ]`  
    2D Transverse: RR`\q>|  
    Center Position: 4.5 5n::]Q%=D  
    Half width: 5.0 GB*^?Ii  
    Titlitng Angle: 45 5:~ zlg  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 g |]Hm*  
    图2.波导结构(未设置周期)
    ?U:c\TA,m  
    %@I= $8j  
    8.单击“Layout Script”快捷工具栏或选择仿真菜单下的“Generate Layout Script…”。这一步将把布局对象转换为VB脚本代码。 Pr/q?qZY  
    将Linear2代码段修改如下: vN6)Szim  
    Dim Linear2 wLq#,X>%B  
    for m=1 to 8 YyY?<<z%  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) /Zz [vf  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 -t*P=V|@  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" pfMmDl5|  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" 5 yL"=3&+  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" 4SkCV  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000"  L$]Y$yv  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" Mf9x=K9  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True < ?rdhx  
    4f213h  
    点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局,布局如图3所示。 H/0b3I^  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    B I>r'  
    p13y`sU=  
    设置仿真参数 }o=s"0a  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 bz\nCfU  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: |kHzp^S  
    TE simulation m.yt?`  
    Mesh Delta X: 0.015 %pxHGO=)E  
    Mesh Delta Z: 0.015 G Mg|#DV  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps e=i9l  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 >Qf`xUZ  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 YQ-V^e6  
            其它参数保持默认 x,<|<W5<%  
    运行仿真 ;k=`J  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 _nIt4l7  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 {>yy3(N  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 ATD4 %|a9h  
     _dVA^m  
    远场分析衍射 RbEtNwG@c  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” _y9NDLRs8  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 `9DW}  
    3. 将位置移动到等于92的网格点,(位置:-0.12)观察当前位置的近场 ZGS4P0$  
    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) y#J8Yv8  
    图4.远场计算对话框
    IP#qT `=}  
    Zx|VOl,;  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: o|1_I?_  
    Wavelength: 0.63 9!Bz)dJ 3  
    Refractive index: 1.5+0i qD(dAU  
    Angle Initial: -90.0 k|rbh.Q  
    Angle Final: 90.0 z| m-nIM  
    Number of Steps: 721 Oz5Ze/HBN  
    Distance: 100, 000*wavelength %Xl(wvd   
    Intensity j2%M-y4E  
    P\2x9T  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 B|kIiL63 D  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 -pN'r/$3V  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到