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引言
4 s/ i! f! k3 d: h! h$ q ipMaxwell 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。( p" f9 O M; N+ W
; v% i7 d& n/ [8 i. `( ^
pMaxwell是PIC Studio光電設(shè)計(jì)與仿真方案的重要組成部分,在整個(gè)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(jì)和仿真過(guò)程中的關(guān)鍵角色。
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j# G, ?; f4 Y8 u5 O
8 u5 b# }" H f3 k, F* N
0.6版本更新亮點(diǎn):) y: H, |% z- Q) E: ?$ ?) F
1. 新增可視化功能:包括1D和2D數(shù)據(jù)的繪圖能力9 N F( f! E, U
2. 折射率監(jiān)視器:允許用戶(hù)獲取指定界面的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率
: y3 M, N$ E* c+ R$ b- h* F3. 增強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力:使用戶(hù)能更深入地理解復(fù)雜光學(xué)結(jié)構(gòu)# G" y# b: E( f1 l8 B9 e( W2 t
6 M6 e" n" B* `& Y! W這些新功能不僅提高了pMaxwell RCWA的實(shí)用性,還為用戶(hù)提供了更直觀、更全面的數(shù)據(jù)分析工具。接下來(lái),我們將探討這些新功能的使用方法和應(yīng)用實(shí)例。: }& T# F5 O6 W* O+ @ `' v" [
4 a& H4 m# @+ d5 @
可視化功能! J: ]" \9 @# M- y
一維繪圖 plot_1D 函數(shù)是0.6版本中新增的功能,允許用戶(hù)輕松可視化一維數(shù)據(jù)。其語(yǔ)法如下:8 l4 y8 r; P4 ~5 K$ V" s, u
7 G! {0 Y' ^9 J2 ?% t1 P
plot_1D(x, y, data_type, **kwargs)" Y1 C7 r' |( j+ M( V
參數(shù):
/ Z8 o& @% v* o" Jx: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(lèi)型("real"、"image"或"abs")**kwargs:用于自定義繪圖的附加參數(shù)
1 j! {1 C; l2 I! N O% J! T: l: [! Y* \6 `' g& n( z( h) h1 n
1 \( h8 U) A4 o1 M: m
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; z, N1 x' H( r# Q: f; B: S( P
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。0 e6 V4 n H4 ]9 Y3 [% T
: T s# k0 g/ n' @二維繪圖 plot_2D 函數(shù)能夠可視化二維數(shù)據(jù):$ s& c7 N6 H$ s
7 A* r0 a% b: `; t* I6 f, eplot_2D(x, y, data, data_type, **kwargs)
5 I/ t0 x6 N; F4 d/ R# q) @ m參數(shù):& c3 z8 j3 G- X* p5 w
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(lèi)型("real"、"image"或"abs")**kwargs:用于自定義繪圖的附加參數(shù), V; l1 M0 d& V6 j6 I7 B
* V6 J3 F1 M8 j
4 j( o( V- r$ S& M
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- ` j* x( b1 u5 v& r! Y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(chǎng)Ex分量實(shí)部的例子。 d1 \% F9 n. [4 O6 s0 H: N9 |
折射率監(jiān)視器, Z+ ~$ P8 @$ I- U
pMaxwell 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):/ c& z9 w5 d- Y2 y9 {
1. GetEpsMu_xy(mesh, layer_number)( V; O; m: U# K) h# z( r3 E
2. GetEpsMu_xz(mesh, z_info, y_position)
7 n1 y" p- w0 x$ d3. GetEpsMu_yz(mesh, z_info, x_position)
! c" g4 A0 L7 T4 ?# Q& G* q9 q
! o3 `3 Q0 s% F" Y0 f. ^參數(shù):4 ^0 P7 X$ O7 [" x2 z2 j8 I
mesh:仿真網(wǎng)格對(duì)象
0 x" r+ z+ K5 P$ ]# q( V! rlayer_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)+ p! i2 o6 i, ]2 z# j
z_info:z軸范圍和分辨率(start, stop, grid_number)3 ?1 ^% _2 \ B/ w: O/ d
x_position:yz平面的x軸位置
$ f; A9 C( n ?' ~y_position:xz平面的y軸位置$ b# I) _' w2 B# M) i0 g3 J8 @: ?
! _1 E* |, h. c: N9 ? C/ P
0 C/ f B' S& U8 v' ~9 y& M
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' b6 e' R( I, d& g; ?0 K9 [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。
; _6 Z* f. O# Y2 m$ S
, `% y) b- T8 w: A$ _6 G
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( J3 U) V0 g, o8 e+ `
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。; W! K1 T6 y9 \& H @
+ z' d5 S* P: h& Q) x' Z, L結(jié)構(gòu)參數(shù):/ ]2 M- W9 u) a. O; m. q3 W6 }9 u) \" t7 v
周期:300 nm
6 ]0 H9 m" ~( }寬度:200 nm
) R- x* D: f% k) ]) ]" I高度:300 nm
" O7 S5 S/ d& q( |; d硅折射率:4.22706 + 0.0599998j- V7 O" v& c4 q" ^5 _
二氧化硅折射率:1.4616(入射層); y1 P. C1 c s$ M# E5 [
3 m) I: Y. q! y( M+ w7 E8 i
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% O9 I0 }* [ `/ m
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。& h/ b7 j. h/ L; ?
) i& R; f% a7 g* y4 c: @5 _結(jié)構(gòu)參數(shù):7 b9 s% ]# F/ e# D# E
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):301 n+ S# u0 x" t
9 M/ B. [8 Q. ^( k- b
, s) j1 H0 H+ g! @
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1 C: o( _) D3 W( A: b; a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。
) _5 G) o7 H5 Y- U2 b; C B- b: D4 q
結(jié)構(gòu)參數(shù):
) U# L- \0 P# T# h; q; L$ ?& I' J周期:0.4 μm高度h1:0.5 μm高度h2:0.04 μm長(zhǎng)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)( h1 |3 l* S- e, k
5 X+ ]) m) A$ T r1 B
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; `$ f N- n9 o& ?- J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(guò)縮放以強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。7 e( M( D* k" `* H$ q" A
1 A' _. s& L+ i, y+ @& s+ m7 v
結(jié)構(gòu)參數(shù):
+ F6 {5 d0 [4 F( F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):1.0
+ s' R8 h( E2 j! p
$ L' s5 g0 f$ j% Q$ M7 c* [* P( D
1 t" T0 i/ F3 }5 B# F# h
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9 h( d* r9 |7 m' c" X圖8顯示了由長(zhǎng)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。) \/ L h% w* O Q" X: @
- x4 h5 g, o3 c
結(jié)構(gòu)參數(shù):
$ ~1 e8 N( g; ?$ h/ { z周期:0.4 μm高度h1:0.5 μm高度h2:0.04 μm長(zhǎng)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): ?' D# T1 a$ ~6 l% G& _- x
結(jié)論
4 |3 }# J$ L( t5 o7 n- YpMaxwell 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(guò)利用這些特性,研究人員和工程師可以對(duì)仿真結(jié)果有更深入的理解,從而更有效地設(shè)計(jì)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(hù)體驗(yàn)。這些新功能將幫助用戶(hù)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。3 U' Y J8 [3 Y+ i
; l( n D; F( m3 \7 d# | M1 P' U- END -: t2 V9 Y* t5 E6 I4 n
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軟件申請(qǐng)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(qǐng)?bào)w驗(yàn)免費(fèi)版PIC Studio軟件。無(wú)論是研究還是商業(yè)應(yīng)用,PIC Studio都可提升您的工作效能。8 K2 b5 d" N9 F; u
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9 {& h' {" w& `$ L _轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處,請(qǐng)勿修改內(nèi)容和刪除作者信息!3 v+ D q/ [: N+ s ^ O: u" M
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