集成光路仿真实验 [键入文档副标题] 班级： 姓名： 学号： 2011/6/22

OptiFDTD软件介绍

OptiFDTD 是一个强大、高结合度且人性化界面的应用软件，它可使用计算机设计及仿真先进的被动组件和非线性光电组件。 OptiFDTD 程序的核心是根据有 FDTD(Finite Difference Time Domain) 限差分时域演算法，其具备二阶数值精准度及最先进的边界条件 - 单轴完美匹配层。这个演算法解决了使用马克斯威尔微分方程序在时间及空间领域的电场及磁场。它准许任意的几何图形及没有组件材质的限制。 OptiFDTD 让你可以设计、分析及测试先进被动组件和非线性光电组件中的波的传递、散射、反射、绕射、偏振及非线性现象。

具备多文档的组件布局设计模块拥有友善的图形界面以供设计光电组件，而且也是使用者的工作平台，在工具栏及主要菜单中有包括简单的波导设计工具、编辑及操控工具、特殊布局区。除了通用剪下、复制、贴上之外，还可以在网状的布局区上做撤消、重复步骤、交换重叠组件、折断组件的动作，另外还可以看组件的工作面积，组件布局设计模块虽默认的设置及颜色，然而这都是可客制化的。你可以写下描述布局区的公式，内建一串的分析器可辨识基础的数学运算及标准公式来翻译公式，在光学照相光罩的制程中标准文件的格式 (DXF and GDSII) 可以经由组件布局设计模块来输出。

这个强大的功能给予你高阶的控制，使你可以自动化 OptiFDTD 完成冗长的仿真但不须你的在场，这脚本的功能已被集成成使用者图形界面，并准许在布局及脚本间简单地的转换。你将有这些好处

快速而简单地转换任何布局或其中一部份成为脚本

创造自己的脚本函式库，其代表了特殊的组件，并可以提供在任何新的布局设计 简单地复制最复杂的设计而不须在图形界面地操作 强大的后序信息处理 模态分析 频谱分析 场图分析 远场转换 重叠积分计算

观察面积、线、点的特别计算 强大的图形有 3D 透视图功能

实验一：使用OptiFDTD软件对输入波的安装

实验步骤: 1、 创建布局

（1）打开 OptiFDTD Waveguide Layout Designer。创建新的项目，选择File > New. （2）点击 Profiles and Materials.在Materials 文件下，右击FDTD-Dielectric 文

件，选择New.输入以下参数（如图所示）， （3）点击Store.

2、 定义通道剖面

（1）在 Profiles文件下, 右击 Channel 文件，选择New.输入以下参数定义通道剖面（如

图所示） （2）点击 Add.

3、 定义晶片和波导的性质

在Initial Properties对话框中，根据给定的参数输入。 4、 创建 PBG 晶体构造

（1） 在Draw菜单下，选择PBG Crystal Structure. （2）在布局窗口点击，创建PBG 区域

（3）设臵 PBG 性质，双击在布局窗口的PBG Crystal Structure。

5、 设臵原子的性质 （1）在 Atom Waveguide in Unit Cell, Add New, 从下拉菜单中选择 Elliptic Waveguide，

选择 New.

（2）在In Center, Offset, 输入以下参数（如图所示）

（3）点击OK，关闭The Elliptic Waveguide Properties对话框 （4）点击 OK ，关闭Crystal Lattic Properties对话框。

6、 设臵band solver 仿真参数。

（1）从 Simulation 菜单中，选择2D Band Solver Parameters. （2）输入以下参数（如图所示）

（3）点击Run，开始 OptiFDTD_BandSolver