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引言. d0 E8 a, P- e. e* @0 I* e
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(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。
9 v6 c5 \7 `! Z; }( S5 m9 h, {. j
* F3 L; k+ C' `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。
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; H# x# J( F: I) r. s; S
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8 u( d- r2 Q* m. [
# }: Q- ^" q* \; I+ f& t1 Q0.6版本更新亮點:
# O4 Y5 g' O9 |1 E4 W* E1. 新增可視化功能:包括1D和2D數(shù)據(jù)的繪圖能力
& ^$ N2 s: b( _8 q& ?$ \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
5 ~- `! q) u9 d3. 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)1 M7 ]1 { N2 D9 P! X
/ m+ o8 s) s! e5 w; }3 w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。
% x' Y$ T8 g/ I- E
. j# k- r& C3 j) f可視化功能
6 i P. v/ v. H) L$ n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:* y3 P# |' ~( b5 u4 @- l: I8 G
' D2 y9 ]6 L1 d7 |8 m( k
plot_1D(x, y, data_type, **kwargs)* P! k' M) J* [: m3 H
參數(shù):
1 Z- s4 x; o. I6 D2 e% o2 Z b( ?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 {! M+ o. J) {# l1 t0 B+ H, H+ I
! b) |: { g. T+ z
7 ? b q( [6 H5 h7 V" u' A$ d$ q
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, ]) f( g# b' f# u$ w7 H9 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。
' L! l3 t5 G, D" ^ B* W8 c* ?$ X$ ]/ ?/ X% I8 U& ]* _
二維繪圖 plot_2D 函數(shù)能夠可視化二維數(shù)據(jù):
8 t# g# o, I ~6 A3 i A- N+ _- A+ X; G
plot_2D(x, y, data, data_type, **kwargs)
; c# q$ V; [9 y' {; Y$ E9 y參數(shù):3 W2 J+ U2 ]0 t7 O% w8 K
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)
$ {( ]: X4 w1 {" N5 H, k
7 m, w$ E0 k& [! s2 i% r. O
2 T+ _- v T; F0 i$ ^3 F
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F# x7 I) f, Z! G, E- J8 a
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。! F! H$ s) B0 f P# E: @
折射率監(jiān)視器
, j. A& X, k) e D8 {8 i+ G( i: upMaxwell 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):
8 f+ d! ~8 s6 W s4 A0 Y1. GetEpsMu_xy(mesh, layer_number)4 c& P, g- U8 y9 ?7 W1 @
2. GetEpsMu_xz(mesh, z_info, y_position)
! r% H* g; N% K& w4 X- s3. GetEpsMu_yz(mesh, z_info, x_position)
( z% i |5 t7 M0 y0 X$ n' ]. A7 _& t8 ~( q9 g' {" b$ T S3 `( b; {
參數(shù):# M0 i, N- C/ c( a, R9 d
mesh:仿真網(wǎng)格對象
\" l9 ~' s) c5 @; t$ |9 N) y$ N; Zlayer_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)/ v7 Q' R+ T* D' Q! h8 K* {
z_info:z軸范圍和分辨率(start, stop, grid_number)9 h/ z* a0 S8 [, j
x_position:yz平面的x軸位置
1 z: v$ ]+ W) N W" V8 py_position:xz平面的y軸位置
* f9 U1 b& t4 a- D+ C/ X! F; \/ J% g
' e* L) q- C2 b, x* ?
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, ~7 }. V+ l( b. j9 h+ M `% J; O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。' I1 O6 ^9 E }1 [
2 z1 I; k( p- a/ F9 N0 u
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, `* L* w: l& Z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。
4 b: t% ]$ D2 x( L# U$ f+ \6 N" D6 m |9 p& S
結(jié)構(gòu)參數(shù):
& J1 Y3 {2 Z7 l: R9 y9 U; v周期:300 nm
+ z, t& p) L1 d! V P寬度:200 nm
! R- u, c3 A, e高度:300 nm# D6 o: H4 M1 C
硅折射率:4.22706 + 0.0599998j6 {4 t% ?% [, E' {( M6 n
二氧化硅折射率:1.4616(入射層)
9 r0 k1 n6 M5 H! B; f* d3 ~: y0 |7 O. I: [1 r4 c
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% q2 O, r5 H7 y; 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)實部,其中坐標(biāo)原點已調(diào)整以提供更好的可視化效果。
# G2 x, m* u& U
6 L# n1 ~, s F" k/ {結(jié)構(gòu)參數(shù):) U0 m7 @. ?/ M) g8 H$ W
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# [2 e. ?% e6 ~4 u9 `. q! K
c+ O, f7 Q0 t7 x; k1 S2 h% N \9 j1 T7 @) @: C$ C, y
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- e" |: V3 ~' d* }: g4 M/ x
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。
" l% `6 k t1 L% x, x' n+ r
2 ]- A, F$ q& O3 m結(jié)構(gòu)參數(shù):; ?8 l) m0 o8 ?; c, F, `: 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)5 j; y, y/ Q6 E7 Q3 C
8 D% o8 w* M5 S
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5 E4 L0 }+ F5 p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(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
) `0 P5 M( o4 [. {3 I9 p
! H, T0 [. P9 L7 F; b結(jié)構(gòu)參數(shù):( i" H0 ?/ k' u/ P) I
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
- {: }: d. E& b$ g* g! r; H1 S' P* m" F) T/ ~" G' J: m
3 Z' F$ y: @) O' L4 s1 ]# R$ B9 k
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& b! Z. O5 p# t% v; C* 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)實部。+ X/ r( a/ G3 ]+ `; F
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結(jié)構(gòu)參數(shù):: z8 ^$ n5 J1 I9 a ~+ C- a3 i" t6 ]
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)
* L- _/ d4 f8 U% }2 z8 z1 m結(jié)論
2 h9 a; V+ e' X+ }5 b" ]/ Y# LpMaxwell 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。
, V7 K: {* G, ~# D" U! ^; I9 T+ j7 U6 v9 \
- END -
! s' i* W$ G! e7 w8 l9 d5 c
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s% N) w B9 X- K- h& L R7 C: A% z Y
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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)。
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