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引言
( \2 e& q2 B' ]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。# e0 W, [1 b! p$ }& N9 o
, w8 G1 J5 l3 i+ ~- d
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)和仿真過程中的關(guān)鍵角色。/ m2 N2 ]0 a5 l7 C7 l
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8 D! f/ D% S3 R! o6 p" k$ D
. c/ _' H+ Y" Z3 M# S, u! U% ?
0.6版本更新亮點(diǎn):
1 P) b$ e+ \+ i. S0 z Q$ c1. 新增可視化功能:包括1D和2D數(shù)據(jù)的繪圖能力- y: G h/ \! P3 n
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( z4 Z. q6 a) Y! S
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)0 C$ l$ F! ]/ ^6 Z6 {# A
2 L: N: w' n6 a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。
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- ~0 D) a2 v* G+ `, n+ z可視化功能
! ^& E$ H2 O, t& D( C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:! M6 i1 G" J- {, p" [
1 ? [. M$ p# @1 |: n
plot_1D(x, y, data_type, **kwargs)
+ v! Q5 X* j( g參數(shù):
! V% S- e! V1 t3 [; nx: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)& q) t" f$ \% ^: X
! U* K( t0 Z/ ~1 d6 s2 [* R; E/ d+ C/ n6 H
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! x6 A A1 X J8 h
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。
% h( g! B$ J7 Z2 G9 J3 u3 k+ ]: i b# a' F4 V: F) \# h
二維繪圖 plot_2D 函數(shù)能夠可視化二維數(shù)據(jù):
. B X. f( z. H/ A D# L" b5 I/ r0 _) ]
plot_2D(x, y, data, data_type, **kwargs). V' z- ]' a8 `, s
參數(shù):
5 c2 K, l5 V" L7 O- i8 hx: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 M% [7 j# w! m7 P7 {
F5 T) W$ A1 K' J$ }) C( \
5 X! |. s& [5 x' j& z; {( l
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# k& ^* e: n$ e$ c% O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。
% |0 v# u- |* J* p) d5 W折射率監(jiān)視器' O" T; G5 |+ p4 F# z- i
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):, k& q3 E6 P& U T1 @+ r8 ]) C
1. GetEpsMu_xy(mesh, layer_number)# C" x) c8 S7 v* V# B
2. GetEpsMu_xz(mesh, z_info, y_position)
8 t+ R* ~% U" _9 Y% J; w3. GetEpsMu_yz(mesh, z_info, x_position)6 P G o+ C* Q& u1 h
* I! a$ ]/ N4 d6 A; V& Q( S/ r參數(shù):. u- i9 g u. k2 K. N2 [( v
mesh:仿真網(wǎng)格對象7 D5 M' v8 |. m
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)5 o# _ j1 {: V& x7 k' X$ n
z_info:z軸范圍和分辨率(start, stop, grid_number), v& a5 z( b# l% R8 V
x_position:yz平面的x軸位置9 E. I# G3 C" y! E0 x8 c. c
y_position:xz平面的y軸位置, i( e$ F" L4 \8 O7 _
/ n9 A1 N: U# y, |/ A- |
8 K; o1 n; ]3 x$ ?& x. q* R
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4 a$ `, M1 ?# |, P" g1 a
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。 Q& R. U* x$ u6 U9 U2 J& C
2 \3 e% w) Z& M6 S5 V+ Y" E9 F* l1 f) T" i
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- [. J! m6 l% } ?& h
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。) A) c! A$ V/ z0 G5 g$ ^# Q
! [2 L8 o: g/ u1 Y2 K/ G' W; O& p結(jié)構(gòu)參數(shù):
/ J. s7 y- a8 w周期:300 nm
' b( A" q$ C | b+ X7 h( H寬度:200 nm
. L, Y- e& h$ u" B3 f7 {高度:300 nm! z6 m* X; C w5 D1 o
硅折射率:4.22706 + 0.0599998j
4 p/ Q9 h) R1 z, }, n0 `* ?0 G0 ~二氧化硅折射率:1.4616(入射層)
; e9 B# j+ L# j, P( y! I
9 q$ B6 r) W" k8 u. H. m9 f, s
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K; U, j& F$ }, X) j
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。
& g4 }6 d* x, H2 ^: L7 f7 }1 W- G+ Y u
結(jié)構(gòu)參數(shù):; s A3 L6 K' K5 N, O
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
6 @* j& m# c$ Y, e) j# B( B* l. G; |9 ^
, B% \- {/ |" B- N
4 j2 c) N8 ? c+ n2 k' _& z8 o
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! B7 p# M5 ]3 D! w& V
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。! Z3 \& k. H% ^
0 r5 U% V& R3 ^2 X/ J5 u+ {
結(jié)構(gòu)參數(shù):
0 q1 x5 \$ |' U' J6 c2 \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)/ J* y2 l+ ^6 I$ ^, N
0 D X$ d+ [& c; b& J9 M4 X# R+ v
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5 K3 n, G1 Q7 t; C* v3 C% p2 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)。7 \9 o c! _2 F8 B) h! K; ]
' [2 j/ j) W. }* z k1 |
結(jié)構(gòu)參數(shù):
! ?8 E/ u- r" d3 D x" k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
) N5 e! ?( g3 C; @. U& g5 H/ b$ j' Z c* Y' y
2 T/ g& L7 @0 d/ n V% d
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1 |* i% Q* Q& m
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。# d& n8 R; E$ \3 V* k" d
8 V ^, M c$ W6 N結(jié)構(gòu)參數(shù):
) z3 T! ?# B% V- E/ n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)6 d. R5 m. A# v% |
結(jié)論
" B0 t& z O8 Y$ q' W- TpMaxwell 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(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體驗(yàn)。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。" Z5 T: r2 v, r0 w9 \
5 a6 K# K% K, v- ~, b9 n- END -
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2 M- z, ]( a" b- l! ]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?bào)w驗(yàn)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。
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: u$ l0 E; M. n( M+ d1 ?
歡迎轉(zhuǎn)載, K) q/ o4 Y" x2 r
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轉(zhuǎn)載請注明出處,請勿修改內(nèi)容和刪除作者信息!
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關(guān)注我們
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. U. j" Y4 r: S關(guān)于我們:
# r; D# C7 d8 C$ i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(jì)自動(dòng)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(jì)和仿真軟件,提供成熟的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(dòng)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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