基于FDTD二维光子晶体器件设计软件的开发图文精.doc资源-CSDN文库

版权申诉

66 浏览量 2024-11-30 09:49:02 上传评论收藏 3MB DOC 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

第 23卷第 6期计算机应用与软件

Vo l 23, No . 6

2006年 6月 Co m puter Applicati o ns and Soft w are Jun . 2006

基于 FDTD 二维光子晶体器件设计软件的开发

彭小舟张冶金杨四刚陆洋陈向飞谢世钟

(清华大学电子工程系北京 100084

收稿日期 :2004-08-31。基金项目 :国家重点基础研究规划 973项目 (2003CB314907

。彭小舟 , 硕士生 , 主研领域 :光子晶体平板类与

光纤类器件的研究。

二维平板光子晶体是目前光子晶体研究中的一个重要分支 , 目前 , 有关二维平

板光子晶体的理论已经基本成熟 [1~4], 但是设计和工艺还处在起步阶段 , 相关的设

计软件还很不成熟。二维平板光子晶体结构复杂 , 实验制作难度大费用高 , 先期的理

论设计是必须的 , 一个好的设计软件显得尤为重要。光子晶体的理论分析方法主要

有平面波展开法 [1]

, 时域有限差分法 FDTD (F i n ite D ifference T i m e Dom ain [5, 6], 多极化方法

[7]等。目前 , FDTD 是用来模拟电磁波在光波导中传播的数值算法中应

用最为广泛的一种 , FDTD 由于具有适合于各种波导结构瞬态分析且结果精确而

被广泛地应用。代表性的软件有美国的 R soft , 澳大利亚 VP I 的 Apo llo , 美国的

O pti w ave 。这些软件虽然功能强大 , 但是在结构编辑上有些不方便之处 ,

优化扫描功能也欠缺。

本工作开发的 PCCAD 二维光子晶体器件设计开发系统由两个相互独立的模块

组成 , 采用可视化的结构描述及多线程程序实现技术 , 在其关键算法 FDTD 中采用

了目前吸收性能最好的边界条件单轴完美匹配层 (UPM L , 输入源的引入采用

改进的总场反射场连接边界。在模拟时能实时的对当前电磁场的分布进行显示 ,

并且设置了功能强大的参数优化扫描功能 , 能 , 进行扫描 , 得到损耗曲线 , 以进行优

化设计。另外 , 可以在计算

区域内的任意位置设置观察点 , 对观察点采集的电磁场数值的处理引入了快速傅

立叶变换 (FFT 以及 P ade 算法 , 能够快速精确地分析器件的频率响应特性 ,

得到响应峰值及品质因子 (Q值。

1 PCCAD 系统的结构与设计

图 1为 PCCAD 的总体结构图 , 软件由编辑和仿真分析两个部分组成。编辑部分用来

编辑一个二维平板光子晶体结构 ; 模拟部分用来对光 (电磁波在光子晶体里的

传播情况进行 FDTD

图 1 PCCAD 的总体结构

剩余13页未读，继续阅读

内容反馈

版权申诉

平头哥在等你

粉丝: 1578
资源: 1万+

最新资源

资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！点击此处反馈

feedback-tip