OptiFDTD操作说明要点.docx

以下先描述本设计软件需要用到的几个基本设置，在了解这些基本设置后，最后从总体上总结下模型设计步骤。软件需要用到的几个基本设置(1)wafer的意义及其设置Wafer是设计模型的工作区域。一个文件只能有一个wafer。Wafer可以理解为背景空间。Wafer有三维构成，x轴和z轴可以在平面上看到，如上图所示。Y轴垂直于屏幕。长度：沿着屏幕的水平方向（z轴）宽度：沿着平面的垂直方向（x轴）Wafer的包层是一个块状区域。长度沿着z轴（屏幕水平方向），宽度沿着x轴（屏幕垂直方向），高度是沿着y正半轴（垂直屏幕向外）。Wafer的衬底层是一个块状区域。长度沿着z轴（屏幕水平方向），宽度沿着x轴（屏幕垂直方向），高度是沿着y负半轴（垂直屏幕向里）。（2） profile、material的意义和基本设置。Wafer设置中长度和宽度单位都是微米。X轴方向向上，z轴方向向右。XYZ三周方向满足右手螺旋定则。Y轴负半轴空间对应wafer中的衬底区域。Y轴正半轴空间对应wafer中的包层区域。层状波导轮廓的设置：Width：x方向上的波导轮廓尺寸Thickness：y方向上的波导轮廓尺寸波导轮廓截面默认为xy面。波导轮廓截面所在xy平面上，截面在某方向上具有渐变特性。这里的水平和垂直就是对应z方向和x方向。Start和end中的水平和垂直坐标，对应的是线性波导结构在zx平面内截面的中分线两端点的坐标。Width指zx截面内与中分线垂直方向上的结构的尺度。Depth指结构沿着y轴最靠内的截面所在的y轴坐标。对于linear waveguide 而言。从y=depth开始到wafer空间y的正半轴最大值，一直都分布着这种linear waveguide。这里指厚度（即y方向上）的尺寸渐变。这里的start和end下面的水平和垂直坐标分别对应波导在xz截面内中分线两端点的坐标。Width下面的start和end分别指两端点所在端的宽度。Channel thickeness下面的start和end。指波导在y方向上两端的厚度，如设置厚度相同，则在y方向上没有尺度渐变。如设置厚度不同，则y方向上有尺度渐变。这里是设置平面波光源需要设置的重要参数：波源类型：是连续波还是高斯调制连续波输入场横截面光强分布的类型：通常选择高斯或者矩形的入射平面波的方向：正方向还是负方向偏振方向等设置观察面。观察面可以是位于xy、xz或yz平面上的中任一平面。添加观察面后，要设置观察面的中心坐标，面上两维方向上各自的尺度。还要选择需要观测的物理量。比如Ex等设置边界条件通常选择APML边界。使用默认参数。以下描述设计模型的一个基本思路：新建文件，点击initial properties对话框中的profiles and materials。先将要使用到的profile和material定义好。设置wafer参数 （返回initial properties对话框设置）添加模型结构（draw-linear waveguide或linear taper waveguide等）设置光源（draw-input plane）设置观察面（draw-observation XY plane等）点击simulation下面的3D 32bit simulation parameter。在弹出的对话框中设置空间和时间步长（空间步长设定好后，时间步长由软件自动给出）、模拟运行步数（也可由软件自动给出）。选择需要保存和将来要查看的电场磁场分量。在与(6)步同一对话框中点击advanced设置边界条件。点击run。运算完成后，对观察面上获得的数据及其分布进行观察。做出分析结论