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引言
& o' l, O3 Y, M; p* apMaxwell RCWA 在其最新的0.6版本中引入了令人興奮的新功能,包括強(qiáng)大的可視化工具和折射率監(jiān)視器。這次更新大大提升了軟件顯示和分析仿真數(shù)據(jù)的能力。本文介紹這些新特性,包括一維和二維繪圖功能,以及獲取仿真結(jié)構(gòu)中指定界面的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的方法。* o! I* `, x$ B2 n6 N$ b+ w
/ R5 ? V( {, `* j3 ]pMaxwell是PIC Studio光電設(shè)計與仿真方案的重要組成部分,在整個流程圖中位于右下角的元件部分。突顯了pMaxwell RCWA在光電子集成芯片設(shè)計和仿真過程中的關(guān)鍵角色。1 h0 |2 @9 w( G$ W) F
) `. L+ M% V( O i8 z; W
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& d( Q( N$ m8 c, O- ~
& f! y& U1 c: {/ H2 z5 M# r0.6版本更新亮點(diǎn):7 P* }" y) v; m4 l
1. 新增可視化功能:包括1D和2D數(shù)據(jù)的繪圖能力
6 d0 V& e3 @# c& `2. 折射率監(jiān)視器:允許用戶獲取指定界面的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率, p! g+ t% f7 P) D
3. 增強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力:使用戶能更深入地理解復(fù)雜光學(xué)結(jié)構(gòu)
! E& t+ o" E/ ]+ Q* S
; |0 Q. f. n- D1 k! C這些新功能不僅提高了pMaxwell RCWA的實(shí)用性,還為用戶提供了更直觀、更全面的數(shù)據(jù)分析工具。接下來,我們將探討這些新功能的使用方法和應(yīng)用實(shí)例。
+ Q n j- Y+ }4 z" p' v, P! Q
P. H% A" J4 M8 t1 f可視化功能
0 ?1 s2 w# f# T, E! S2 D, k5 S5 p5 n% p一維繪圖 plot_1D 函數(shù)是0.6版本中新增的功能,允許用戶輕松可視化一維數(shù)據(jù)。其語法如下:" P* S) W7 n6 F
3 f |8 H( q) x x" m
plot_1D(x, y, data_type, **kwargs), {; }8 p+ e$ Z
參數(shù):
, l9 _' a# M" }5 E, Y$ Lx:x軸數(shù)據(jù)范圍(一維數(shù)組或列表)y:需要可視化的數(shù)據(jù)(列表、元組或一維數(shù)組)data_type:要可視化的數(shù)據(jù)類型("real"、"image"或"abs")**kwargs:用于自定義繪圖的附加參數(shù)" T. y9 p6 `# M% d
7 x0 j5 \; {) Q" L
$ G* k, f2 E7 K; r
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( b. J8 l: ?1 w. T5 v6 o
圖1展示了0.6版本中新增的plot_1D()函數(shù),用于可視化菲涅爾方程數(shù)據(jù)的例子,顯示了導(dǎo)入必要模塊和設(shè)置繪圖的代碼片段。( a: U* i; H' E1 U
# d; K8 n8 \2 m( P二維繪圖 plot_2D 函數(shù)能夠可視化二維數(shù)據(jù):+ W0 \3 V f! z- K$ J7 ]. J' \
4 g0 p* m% E# V, ~/ e7 p+ Rplot_2D(x, y, data, data_type, **kwargs)2 O. t6 l) x! h. j
參數(shù):
+ X `$ f/ C1 G# |x:x軸數(shù)據(jù)范圍(一維數(shù)組或列表)y:y軸數(shù)據(jù)范圍(一維數(shù)組或列表)data:需要可視化的二維數(shù)組數(shù)據(jù)data_type:要可視化的數(shù)據(jù)類型("real"、"image"或"abs")**kwargs:用于自定義繪圖的附加參數(shù)
: F5 c2 \" [+ I3 y9 G6 x6 s# D" ~# @$ e$ f6 w" C
. g7 E" b0 G" [! z. U$ N9 ?, B
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0 K4 u5 g& B+ T E. S# u' [, q
圖2展示了使用plot_2D()可視化超透鏡單元結(jié)構(gòu)xz平面電磁場Ex分量實(shí)部的例子。
) `$ P" Y1 n5 u y+ n5 p折射率監(jiān)視器
0 }) N1 V6 G. z1 epMaxwell RCWA 現(xiàn)在包含了獲取仿真結(jié)構(gòu)中指定界面的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的函數(shù):- G1 |! f/ e1 K9 R8 F% o
1. GetEpsMu_xy(mesh, layer_number)/ i7 k) x9 o" _$ m; a1 V& b
2. GetEpsMu_xz(mesh, z_info, y_position)
9 K) k0 I& d& e# t) `* ^8 r3. GetEpsMu_yz(mesh, z_info, x_position)
F; N; f0 v5 M( W9 W+ d
$ u! F2 H- m5 G/ W1 R2 J" q參數(shù):
% u! s" R J# j! W& f% hmesh:仿真網(wǎng)格對象6 N& G1 }+ x, ] {. Y$ R
layer_number:層標(biāo)記(-1表示入射層,0到N表示結(jié)構(gòu)層,N表示出射層)
7 q3 m0 Z7 U6 L9 X0 O! Yz_info:z軸范圍和分辨率(start, stop, grid_number) b$ l V' A W& P! q
x_position:yz平面的x軸位置5 K+ b- B8 l! @
y_position:xz平面的y軸位置5 ]2 W8 c4 X" {: J0 D0 Q Q8 Q- O/ W
s; p$ ~/ P% g" e0 w* g4 M! X) D/ Z- p# L
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; @& U x$ A. S2 J圖3提供了使用GetEpsMu函數(shù)獲取xy、xz和yz平面介電常數(shù)的代碼片段示例。3 E( c- J1 t5 M* h! a8 w' e
; a2 n, c: l9 D! {. k* F% x$ `/ m
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. h8 A: O7 a$ A3 W2 e" b
圖4顯示了一維矩形光柵結(jié)構(gòu)的xy、xz和yz平面介電常數(shù)實(shí)部。
|( v# Y$ _( O% g' d9 G# Z' i% J. `3 _' u# w: D4 \
結(jié)構(gòu)參數(shù):# l# @2 V4 M5 l2 k+ G; D' O
周期:300 nm
- h3 H6 o6 Z1 f1 N" m4 X7 X: |寬度:200 nm4 L: `6 n, Y0 _. n( n. h5 o$ R0 q
高度:300 nm
( a) b8 Z o$ o5 t6 A& u/ F硅折射率:4.22706 + 0.0599998j
; }- S0 p: {0 B二氧化硅折射率:1.4616(入射層)2 j8 o, u& u, Q( N
/ `: [" j1 q1 [! b3 @/ G* l
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6 k1 |8 E$ g3 L
圖5顯示了一維傾斜光柵結(jié)構(gòu)的xy、xz和yz平面介電常數(shù)實(shí)部,其中坐標(biāo)原點(diǎn)已調(diào)整以提供更好的可視化效果。
% ?% M; v h- w9 H+ Z$ d" u
/ m3 D1 W& L+ E2 v9 u0 v; |; E! u; V結(jié)構(gòu)參數(shù):7 y3 i* K3 t. p+ S3 d6 `" \
周期:393 nm填充系數(shù):0.5寬度:196.5 nm高度:300 nm傾斜角:60°空氣折射率:1.0光柵折射率:1.8分層數(shù):302 @8 C) L$ P# o& A$ Y- W
1 i- E/ t8 K1 c! p- G
( F/ [( c+ m. w8 A. F0 p9 g
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& u* i6 [/ ^. w/ @: {! y: }* m, ^
圖6顯示了二維金屬超表面結(jié)構(gòu)的xy、xz和yz平面介電常數(shù)實(shí)部。
0 F& h9 A& Q" W) v1 D$ P
% D0 K# t6 v9 o* S; k% Z _結(jié)構(gòu)參數(shù): b, i. y* m8 ~2 d
周期:0.4 μm高度h1:0.5 μm高度h2:0.04 μm長度L:0.2 μm寬度w:0.05 μm柱介電常數(shù):-14.8406 + 1.65i(銅)基底介電常數(shù):2.12001(玻璃)入射介質(zhì)介電常數(shù):1.0(空氣)出射介質(zhì)介電常數(shù):2.12001(玻璃)/ ]8 y. @. B6 Y/ F2 {5 P% r4 u
, \5 r% x7 q& h! @9 r
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2 ^2 ^) f, l$ d" v! ^
圖7顯示了不規(guī)則結(jié)構(gòu)的xy、xz和yz平面介電常數(shù)實(shí)部,其中xz平面可視化經(jīng)過縮放以強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
& ` e ]3 J9 W! Z& Y) z6 c' J
9 `2 ?8 n+ j2 o5 o, _- |結(jié)構(gòu)參數(shù):
; m& c9 w& O) X周期:0.35 μm高度:1.3 μm柱介電常數(shù):4.1616基底介電常數(shù):2.12074入射介質(zhì)介電常數(shù):2.12074出射介質(zhì)介電常數(shù):1.04 `. ^) U! |* m S: E( x0 S8 c/ V
9 o* N) Z; H+ y! j/ v4 v# q6 c% R8 T+ I3 z, w' ~0 D) `0 q. T4 X
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9 z; t! \7 @: i. |" o. T& j
圖8顯示了由長方體和圓柱組成的雙層結(jié)構(gòu)的xy、xz和yz平面介電常數(shù)實(shí)部。* v3 C! i6 |, q$ v; m
' T T& V2 V. j O9 q/ k- y結(jié)構(gòu)參數(shù):6 y+ ^: z6 s# u( X; ~& t
周期:0.4 μm高度h1:0.5 μm高度h2:0.04 μm長度L:0.2 μm寬度w:0.05 μm柱介電常數(shù):-14.8406 + 1.65i(銅)基底介電常數(shù):2.12001(玻璃)入射介質(zhì)介電常數(shù):1.0(空氣)出射介質(zhì)介電常數(shù):2.12001(玻璃)
, U& H& a4 Q4 d+ m, P# N/ A結(jié)論3 `, R2 x2 e3 T# h
pMaxwell RCWA 的新增可視化功能和折射率監(jiān)視器為分析和可視化復(fù)雜光學(xué)結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)大的工具。通過利用這些特性,研究人員和工程師可以對仿真結(jié)果有更深入的理解,從而更有效地設(shè)計和優(yōu)化光學(xué)器件。輕松可視化一維和二維數(shù)據(jù)的能力,以及檢查不同平面上介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的功能,提升了pMaxwell RCWA軟件的整體功能和用戶體驗。這些新功能將幫助用戶更好地理解和分析復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng),為光電子技術(shù)、硅基光電子和光電共封裝等領(lǐng)域的發(fā)展提供有力支持。
8 }# a! p1 E& i+ X& V6 L/ v* t* {- H8 L6 a, ?/ z
- END -
& Z! f! X+ q \9 s, A
. W4 z& D( R1 l' i" U6 {! L* Q軟件申請我們歡迎化合物/硅基光電子芯片的研究人員和工程師申請體驗免費(fèi)版PIC Studio軟件。無論是研究還是商業(yè)應(yīng)用,PIC Studio都可提升您的工作效能。
$ _% o0 v1 Y& a# s! A點(diǎn)擊左下角"閱讀原文"馬上申請 E# r) t1 [/ x$ Y8 W& [6 ?# Y
3 B5 J0 t* l |$ t, k: c4 U5 q5 H8 [
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9 ~3 b4 B" {8 ?# Y% L深圳逍遙科技有限公司(Latitude Design Automation Inc.)是一家專注于半導(dǎo)體芯片設(shè)計自動化(EDA)的高科技軟件公司。我們自主開發(fā)特色工藝芯片設(shè)計和仿真軟件,提供成熟的設(shè)計解決方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio,分別針對光電芯片、微機(jī)電系統(tǒng)、超透鏡的設(shè)計與仿真。我們提供特色工藝的半導(dǎo)體芯片集成電路版圖、IP和PDK工程服務(wù),廣泛服務(wù)于光通訊、光計算、光量子通信和微納光子器件領(lǐng)域的頭部客戶。逍遙科技與國內(nèi)外晶圓代工廠及硅光/MEMS中試線合作,推動特色工藝半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,致力于為客戶提供前沿技術(shù)與服務(wù)。 J' h8 X( c- U3 Q6 H" V8 c1 |
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