切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 995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: J3XrlSc  
    •使用VB脚本生成光栅(或周期性)布局。 5ENEx  
    •光栅布局模拟和后处理分析 uI\6":/u  
    布局layout 0=k  
    我们将模拟如图1所示的二维光栅布局。 PY MofQaZ  
    图1.二维光栅布局
    _P9*78  
    X$*]$Ge>  
    用VB脚本定义一个2D光栅布局 !LJ4 S  
    s8  5l  
    步骤: ;;K ~  
    1 通过在文件菜单中选择“New”,启动一个新项目。 /RI"a^&9A  
    2 在“Wafer Properties”对话框中设置以下参数 hr W2#v  
    Wafer Dimensions: @xeJ$ rlu  
    Length (mm): 8.5 ]oLyvG  
    Width (mm): 3.0 V-9\@'gc  
    6 w4HJZF~  
    2D wafer properties: wpg7xx!  
    Wafer refractive index: Air /s@j{*Om  
    3 点击 Profiles 与 Materials. CrB4%W:{  
    _9y! ,ST  
    在“Materials”中加入以下材料 "j8`)XXa(  
    Name: N=1.5 SQJ +C%   
    Refractive index (Re:): 1.5 9v/=o`J#  
    X<Ag['r  
    Name: N=3.14 e F)my  
    Refractive index (Re:): 3.14 9t!Agxm  
    phR:=Ox|1  
    4.在“Profile”中定义以下轮廓: "(mF5BE-E  
    Name: ChannelPro_n=3.14 {_4`0J`3  
    2D profile definition, Material: n=3.14 05Q4$P  
    W~FU!C?]  
    Name: ChannelPro_n=1.5 TN/y4(j  
    2D profile definition, Material: n=1.5 *j<{3$6Ii  
    ^% L;FGaA  
    6.画出以下波导结构: Fl!D2jnN  
    a. Linear waveguide 1 =fJ  /6  
    Label: linear1 kqjj&{vPFJ  
    Start Horizontal offset: 0.0 yO` |X  
    Start vertical offset: -0.75 Fj46~#ZZ  
    End Horizontal offset: 8.5 6mqp`x`  
    End vertical offset: -0.75 ECk3Da  
    Channel Thickness Tapering: Use Default \U<d)j/  
    Width: 1.5 aeDhC#h  
    Depth: 0.0 "m`}J*s"  
    Profile: ChannelPro_n=1.5 Zb&"W]HSf  
     kGAB'  
    b. Linear waveguide 2 P(!%Pp  
    Label: linear2 ,H_d#Koa.  
    Start Horizontal offset: 0.5 $>T(31)c  
    Start vertical offset: 0.05 B`YD>oCN  
    End Horizontal offset: 1.0 ~~@dbB  
    End vertical offset: 0.05 fw5+eTQ^  
    Channel Thickness Tapering: Use Default ?6UjD5NkX  
    Width: 0.1 #jsN  
    Depth: 0.0 UOyM=#ipY  
    Profile: ChannelPro_n=3.14 -EP(/CS!  
    *'*n}fM  
    7.加入水平平面波: 5"ooam3  
    Continuous Wave Wavelength: 0.63 General: B|.A6:1g+  
    Input field Transverse: Rectangular b~2LD3"3  
    X Position: 0.5 +BDW1%  
    Direction: Negative Direction { <1uV']x  
    Label: InputPlane1 B4*uS (  
    2D Transverse: 3 2"f'{  
    Center Position: 4.5 ke k/C`7  
    Half width: 5.0 T-h[$fxR_  
    Titlitng Angle: 45 luW"|  
    Effective Refractive Index: Local Amplitude: 1.0  uAs!5h  
    图2.波导结构(未设置周期)
    ^\[c][fo  
    y\,,hs  
    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。  > H&v  
    将Linear2代码段修改如下: 0+&K;  
    Dim Linear2 >f4[OBc  
    for m=1 to 8 5gkQ6& m  
    Set Linear2 = WGMgr.CreateObj ( "WGLinear", "Linear2"+Cstr(m) ) x3sX=jIW_  
    Linear2.SetPosition 0.5+(m-1)*1.0, 0.05, 1+(m-1)*1.0, 0.05 Cm]\5}Py  
    Linear2.SetAttr "WidthExpr", "0.1" `q`ah_  
    Linear2.SetAttr "Depth", "0" W>qu~ak?x  
    Linear2.SetAttr "StartThickness", "0.000000" QNXoAx%I  
    Linear2.SetAttr "EndThickness", "0.000000" {Us^ 4Xe  
    Linear2.SetProfileName "ChannelPro_n=3.14" \4>w17qng  
    Linear2.SetDefaultThicknessTaperMode True xm5?C>vu(  
    K4]#X"  
    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。 4|\  
    图3.光栅布局通过VB脚本生成
    JTObyAoW  
    R"l6|9tmP  
    设置仿真参数 l-Ha*>gX[j  
    1. 在Simulation菜单下选择“2D simulation parameters…”,将出现仿真参数对话框 )CHXfO w  
    2. 在仿真参数对话框中,设置以下参数: ^Ku]8/ga  
    TE simulation S}cR+d1}h  
    Mesh Delta X: 0.015 dkY JO!  
    Mesh Delta Z: 0.015 a:OMI  
    Time Step Size: Auto Run for 1000 Time steps y4r?M8]"r  
    设置边界条件设置X和Z边为各向异性PML边界条件。 HAo=t  
    Number of Anisotropic PML layers: 15 >?_}NZ,y  
            其它参数保持默认 59p'U/|  
    运行仿真 aX zb]">  
    • 在仿真参数中点击Run按钮,启动仿真 A6J:!sY4A  
    • 在分析仪中,可以观察到各场分量的时域响应 5;G0$M0  
    • 仿真完成后,点击“Yes”,启动分析仪。 ^>>9?  
    F|VKrH.  
    远场分析衍射 G B,O  
    1. 在OptiFDTD Analyzer中,在工具窗口中选择“Crosscut Viewer” u+ hRaI;v  
    2. 选择“Definition of the Cross Cut”为z方向 cNN0-<#c  
    3. 将位置移动到等于92的网格点,(位置:-0.12)观察当前位置的近场 d`C$vj  
    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) ]Yf^O @<<>  
    图4.远场计算对话框
    !@wUAR Q  
    U|{4=[  
    5. 在远场对话框,设置以下参数: Jw#7b[a  
    Wavelength: 0.63 bBV03_*  
    Refractive index: 1.5+0i {'[VL;k  
    Angle Initial: -90.0 +0j{$MPZ  
    Angle Final: 90.0 Om;aE1sW  
    Number of Steps: 721 UbGnU_}  
    Distance: 100, 000*wavelength N-t"CBTO  
    Intensity s diWQv  
    dh.{lvlX|  
    6. 点击“计算”按钮开始计算,并将结果保存为 Farfield.ffp。 p_%,JD  
    7. 启动“Opti 2D Viewer”并加载Farfield.ffp。远场如图5所示。 w<zzS: PF*  
    图5.“Opti 2D Viewer”中的远场模式
     
    分享到