切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 710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
    6389
    光币
    26090
    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: "0z4mQ}>N  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 {9Q**U`w  
    •光栅布局模拟和后处理分析 0juP"v$C>  
    布局layout |a'$v4dCF  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 9El{>&Fs4  
    图1.二维光栅布局
    AJ#YjkO>]  
    Y%(8'Ch  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 eG.s|0`  
    ;1r|Bx<5  
    步骤: Cw5 B p9  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 f|j<Mj+\  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 N6*FlG-  
    Wafer Dimensions: :/>Zky8,k  
    Length (mm): 8.5 8@FgvWC  
    Width (mm): 3.0 2';{o=TXV  
    $$B#S '  
    2D wafer properties: yRp&pUtb  
    Wafer refractive index: Air TeJ=QpGW2  
    3 点击 Profiles 与 Materials.  -f<}lhmQ  
    19Mu}.+;  
    在“Materials”中加入以下材料 }/L#<n`Z  
    Name: N=1.5 ? a/\5`gnN  
    Refractive index (Re:): 1.5 |h.@Xy  
    dI%Nwl%  
    Name: N=3.14 6r h#ATep  
    Refractive index (Re:): 3.14 :{KpnJvd  
    :"K9(XKKU  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: pqohLA  
    Name: ChannelPro_n=3.14 1V,DcolRY  
    2D profile definition, Material: n=3.14 Nr*o RYY  
    0R-W 9qP  
    Name: ChannelPro_n=1.5 Zb<D%9  
    2D profile definition, Material: n=1.5 d^5x@E_Td  
    Y44[2 :m  
    6.画出以下波导结构: Dh68=F0  
    a. Linear waveguide 1 CX]L'  
    Label: linear1 ' 'p<C)Q  
    Start Horizontal offset: 0.0 .kfx\,lgm  
    Start vertical offset: -0.75 ; 2aPhA  
    End Horizontal offset: 8.5 wf^p?=Ke  
    End vertical offset: -0.75 rX?%{M,xFw  
    Channel Thickness Tapering: Use Default (De>k8  
    Width: 1.5 VMu?mqEa  
    Depth: 0.0 UhU"[^YO  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 =8Z-ORW51  
    #9HX"<5  
    b. Linear waveguide 2 g6OPYUPg  
    Label: linear2 =9:gW5F69  
    Start Horizontal offset: 0.5 n8z++ T&  
    Start vertical offset: 0.05 !-JvVdM;(  
    End Horizontal offset: 1.0 2~yj =D27Z  
    End vertical offset: 0.05 DjvPeX  
    Channel Thickness Tapering: Use Default ^SIA%S3  
    Width: 0.1 (543`dqAmC  
    Depth: 0.0 34J*<B[Njo  
    Profile: ChannelPro_n=3.14  ;B{oGy.  
    0W)|n9  
    7.加入水平平面波: G#1W":|`  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: l.BiE<&  
    Input field Transverse: Rectangular ;Qq7@(2y  
    X Position: 0.5 @=BApuer+  
    Direction: Negative Direction xiqeKoAD  
    Label: InputPlane1 ]VS:5kOj`  
    2D Transverse: rrG}; A  
    Center Position: 4.5 `4ti?^BNm  
    Half width: 5.0 ({cWb:+r  
    Titlitng Angle: 45 Us%g&MWdpb  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0 PlwM3lrj  
    图2.波导结构(未设置周期)
    1aPFpo!  
    60WlC0Y~u  
    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。 Fv:x>qZr@  
    将Linear2代码段修改如下: NIp]n[ =.q  
    Dim Linear2 tY#Zl 54~{  
    for m=1 to 8 yqP=6   
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) >1` '5A}s  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 ?[)V  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" "@t bm[  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" ; FHnu|  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" l9 &L$,=  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" _\{/#J;lN  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" 28 zZ3|Z3  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True ~JP3C5q  
    ~Q}!4LH  
    点击“Test Script”快捷工具栏运行修改后的VB脚本代码。生成光栅布局,布局如图3所示。 g@Rs.Zq  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    a;\a>N4  
    O,#,`2Qc  
    设置仿真参数 :`uu[^  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 Emw]`  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: 2#s8Dxt  
    TE simulation 0-/@-qV\  
    Mesh Delta X: 0.015 3Z7gPU!H=  
    Mesh Delta Z: 0.015 [p]UM;+  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps (i1p6  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 uavyms^  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 bgkBgugZhX  
            其它参数保持默认 N1" bH~  
    运行仿真 t$?#@8Yk  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 K#VGG,h7Y  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 $f>(TW  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 Vt:\llsin  
    t. DnF[  
    远场分析衍射 +{#Z^y6&  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” *w/N>:V0p  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 3_]QtP3  
    3. 将位置移动到等于92的网格点,(位置:-0.12)观察当前位置的近场 '}-QZ$|*  
    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) QP>F *A  
    图4.远场计算对话框
    4M+f#b1  
    VKg9^%#b`[  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: ZvK.X*~s  
    Wavelength: 0.63 ~yA^6[a=  
    Refractive index: 1.5+0i Bj\Us$cZ  
    Angle Initial: -90.0 "~Zdv}^xS  
    Angle Final: 90.0 AoK;6je`K^  
    Number of Steps: 721 !sYZ1;WAO  
    Distance: 100, 000*wavelength ac1(lD  
    Intensity [w)KNl  
    G&4D0f  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 K??jV&Xor  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 _Ih"*~ r/&  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到