波分復用技術是大容量光纖通信網絡的關鍵技術，而濾波器是實現波分復用的關鍵器件。教程介紹利用FDTD搭建二維光子晶體諧振腔濾波器模型，并通過仿真求解特定尺寸構型下的諧振腔共振模式以及帶寬等參數。本案中仿真260nm厚度下的嵌有三角晶格陣列的納米孔二維光子晶體諧振腔，仿真波長1000~1400nm。

1. 構建模型

添加三角晶格的納米孔：

納米孔的構造通過structure腳本實現。此處略去了中心兩圈的納米孔，引入光子晶體缺陷，從而有效形成諧振腔。三角晶格常數為366nm。孔半徑為135.42nm。

2. 添加網格

設置網格參數，如下圖所示：

注意本案中由于采用三角網格，便于操作與剖分，將默認正方網格屬性更改為菱形，如下

點擊該控件，繼續編輯，參數設置如下

60是設置相交的兩條網格線的夾角，從而形成菱形。注意網格尺寸這里與晶格大小保持一致，均為366nm。

3. 設置仿真區域FDTD

點擊控件region，添加FDTD區域

設置FDTD參數，如下

上圖FDTD 邊界條件設定中，特定在 z min bc 處設為symmetry，對稱模式，因為整個模型在z方向是對稱的，因此為了節約計算機仿真時間，可以這樣便捷設定。

4. 添加偶極子云dipole cloud

Lumerical 一大優勢是很多分析方法可以通過代碼實現。上述控件添加了交互界面，實現偶極子云的添加，輸入光源。通過對話框輸入可編輯變量，變量的屬性，變量的值等。這些變量后續在代碼中需要調用。注意這里的偶極子位置是隨機分布的，通過運行生產代碼，從而形成偶極子云。

5. 添加諧振模式探測器

同樣點擊該控件，生成代碼編輯交互對話框，重命名該集合。注意模式探測器區域大小與偶極子云區域大小保持一致。由于本案中諧振腔具有對稱性，因此探測器覆蓋區域僅需覆蓋腔體的1/4即可。

6. 添加模式監控器

依然點擊該控件添加自由編輯輸入注意，通常該監控器是在運行第一遍出現共振峰位的時候再繼續添加分析的，監控器相關參數設置如表中，各個頻率實際上是有前面的結果知道的。本監控器的功能是實現特定頻率或波長下的模式場圖。如果需要知道各個場圖，需要再運行一遍仿真。

7. 分析運行結果

點擊Run開始運行仿真。待仿真結束后，可以右擊各控件，

查看可輸出的結果。如諧振譜線圖：可利用峰位計算帶寬。

右擊mode監控板，查看諧振模式：

8. 透射譜計算即優化

添加透過率監控板，檢測計算透射結果，如下：

優化諧振腔，添加波導通道，刪去通道上的納米孔

優化透射譜線如下：

注意，本案只采樣計算了該波段內的41個點，用戶可自行選取更多采樣計算點，使得計算譜線更加光滑流暢。

   特定優化光子晶體諧振腔結構可以有效地實現特定波段的濾光作用。

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