varFDTD仿真Z方向范围确定

孙老师您好:在仿真过程中遇到一个问题,最初仿真一个结构时可以利用varFDTD很快得到结果,但是z方向的范围我该如何确定才能最接近3D的结果呢?波导芯层一般都是在一层较厚的SiO2上的,那我是将Z方向穿过SiO2结果更准确还是不穿过呢?而如果穿过SiO2的话, 实际的结构在SiO2下面是Si衬底,如果将Si衬底包含在仿真区域,如图3我算的显然是错的.所以想咨询一下孙老师,在使用varFDTD时Z方向选择我所列的图片的那种情况更接近3D的结果呢?;另外一个问题,当利用3D FDTD验证的话,那我的Z方向我认为一定是要将衬底的Si包括在里面的,这样我认为是更准确的,我不知道我的想法是否正确?谢谢孙老师。

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这是一个很好的问题。VarFDTD的原理是将正常的2D模式光源分解为沿Z的Slab模式和沿Y的模式,二者的乘积越接近原来的2D模式结果越正确。

因此, 你需要先用FDE看一下你要的2D模式什么样,然后在VarFDTD中选合适的ZSpan,得到1D Slab 模式。根据我的经验,你要的这个模式主要限制在波导芯里,因此,完全没有必要把基底硅含进去。你想一想是不是。

另外, 如果不是要仿真波导的端面反射,波导要延申到PML外面。

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谢谢,孙老师。那我可以认为通过FDE算得模式分布来决定你到底需要在Z方向上的范围吗?无论是VarFDTD还是3D FDTD. 另外您说的这种耦合的话左端哪里也需要将波导延伸到PML外吗?这样的话会使得仿真图形很乱,而且实际做器件也很大概率不会做一个弯曲在哪个位置。

这个帖子先解决Z方向长度设置问题。 具体原则是不将模式截断。你可以看模式结果的边缘强度下降到多少,一般至少1E-6 (场才-3 次方),最好是场能达到-5 次方。如果比不想形成端面反射,就要将器件延申到PML之外,如果必须有端面反射,当然就不能延申了。

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