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引言5 Q7 D6 B8 P4 h# ^' S- m; o+ o$ `
pMaxwell 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。# Z7 }- W k* ^# O
4 g" l W, y; @ Q' P5 u7 @0 YpMaxwell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。7 g& m0 H0 s+ Z/ o
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* k/ Y1 g0 G1 S- C: A) I
6 C0 X0 t6 q8 K! N: g0 C' o0.6版本更新亮點:- F- K# T+ X9 A* s% U# c
1. 新增可視化功能:包括1D和2D數(shù)據(jù)的繪圖能力! j8 }7 l9 x3 j, W1 s; D
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
/ K# N3 i' I, m6 M3. 增強的數(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)
# J/ u8 d0 m4 z( L" I: P/ U2 a
* t: m' Q1 J4 Z( ~$ K這些新功能不僅提高了pMaxwell RCWA的實用性,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)用實例。7 l3 |/ ~/ S9 c" P" W2 A) O0 z
: c- d9 u8 l% X. M7 A6 Y( h可視化功能
5 k2 i, j: T& H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:% _4 w- ]. m1 `" s3 k( j
+ l9 W3 @- c1 y Y+ ?plot_1D(x, y, data_type, **kwargs)8 D; y ]4 @. U+ T- x
參數(shù):! z B& `: A1 W
x: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)
2 t8 ]7 _7 Q! U' M7 U5 R
( X) l# p( b# `8 d+ {+ J$ w& g7 P0 U
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3 t- P: f% |+ v0 p1 P0 G/ _0 }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。
# W# U* q) S# S/ Y$ D
3 e ~$ u4 Y4 _+ [. Z$ [; {二維繪圖 plot_2D 函數(shù)能夠可視化二維數(shù)據(jù):; j# W8 m7 i, x9 t. S2 o) q- U8 V" U
- U3 R( U- J: s" z/ _; _
plot_2D(x, y, data, data_type, **kwargs)
' m" Y& J1 L6 l參數(shù):
0 Z& G1 ?' w Y& w, S4 ]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)3 V" i& g9 x( S6 Z( e; Z
1 e; M* K; j. Z$ D4 Q9 K7 p
$ W0 |) n& Z+ q2 M
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" p+ J( H4 Y+ J) R4 U
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分量實部的例子。( ~ n% j' F* |
折射率監(jiān)視器$ Y% L6 K% j9 ?, _9 Q
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):$ x7 t* W7 H' r* L4 p2 D
1. GetEpsMu_xy(mesh, layer_number)
1 x! K/ p1 k$ v8 }8 x# D2. GetEpsMu_xz(mesh, z_info, y_position)
1 i( V( @, I3 W: M# W; Q3. GetEpsMu_yz(mesh, z_info, x_position)
1 H5 z4 h9 S1 f& M6 Z$ N0 p
x2 v1 K$ g3 i參數(shù):5 V. B+ t- c c# }
mesh:仿真網(wǎng)格對象
! k6 Y& z' ^2 z, a0 olayer_number:層標記(-1表示入射層,0到N表示結(jié)構(gòu)層,N表示出射層)
) R; a T% P$ [2 fz_info:z軸范圍和分辨率(start, stop, grid_number)/ N" ]9 P" S3 ^
x_position:yz平面的x軸位置5 e5 w7 o9 R( v* q: t5 v, F
y_position:xz平面的y軸位置# a$ A2 j- Y: M
1 \' [5 ]7 y! W. i
6 R) m) W! y: Y( L2 K6 q
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, a" l- t* R+ p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 J: N" c2 F( J! g1 t; v7 E% ?
7 e; K+ p! ?+ n( P. Z
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. t8 s0 @8 K3 ^
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)實部。
/ ^! e$ n t6 _2 Z; g/ T
1 O! E" T0 U4 ]3 F3 [5 c結(jié)構(gòu)參數(shù):
, E$ f- `& W" D" P, x周期:300 nm6 {+ ?( K Z4 [7 o
寬度:200 nm; @6 A1 W# J. k2 y7 W6 l+ J
高度:300 nm( q1 q. b" u4 A/ e% u# \/ `
硅折射率:4.22706 + 0.0599998j
2 `' N+ a B& {/ w二氧化硅折射率:1.4616(入射層) Q F# f* g, E. s
( o5 A( a& g6 F9 D. e A1 _
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6 y! D+ K! M2 q, y" N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)實部,其中坐標原點已調(diào)整以提供更好的可視化效果。
5 W: Q. a2 F* z4 v% D: p) ], n, V; c) x/ B {& X$ |, M4 O% E
結(jié)構(gòu)參數(shù):
- x+ D) T; R8 I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):30
- \0 X+ U7 ^/ p, B' ]$ d; q$ r& c. [
' F) M- i3 P* Q5 { g G. t1 N e8 w6 J' p/ [1 \- m1 ^) i
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% u8 H) A7 l3 k% {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)實部。- x4 C+ W6 `- E$ b2 X1 ]' Z( a
' A8 `: k$ E% a, a; |% H) \4 u
結(jié)構(gòu)參數(shù):9 N% w( e4 B+ W
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)
1 k8 S' [; Q# N$ r U: F
" I! p# F) Q- C) @ A" ?* [
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% V6 s5 o" }2 w1 L; t5 _2 |9 H0 \
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)實部,其中xz平面可視化經(jīng)過縮放以強調(diào)結(jié)構(gòu)細節(jié)。
5 w: L( g, O- x* n
?. \7 }( f, a) _+ ~- I- ~9 y5 r結(jié)構(gòu)參數(shù):
& l- i: d& E. @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
9 }5 o/ J( p7 p, [1 g, W& |; `' [. L; F' G
x& Y0 m4 X0 w
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0 X% D: |( {( i0 [" `6 x# ]/ S
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)實部。/ S) E S w' r! S' ^4 r) y) o* d
0 _. s7 b# _% Q% r* c結(jié)構(gòu)參數(shù):2 X- ^& L6 S9 a# e& h' l
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)
# x- I$ @9 D. h2 z/ x/ o, d結(jié)論7 S) o9 i5 O- w' d5 O4 m( c- F3 J$ `
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。; U0 e9 \) E3 b2 _ |5 n
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+ Y, A) [, V- V, w4 }轉(zhuǎn)載請注明出處,請勿修改內(nèi)容和刪除作者信息!) T9 [, @# I5 P
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