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引言' j& E6 k* M- h4 a
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。
5 h/ B/ B3 c. s3 F2 n! z: z h7 v& Y' p& P
0 l8 K( S3 N/ N5 H% ]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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2 t" a1 w* h* u( b% x$ a) U" _* Z- k2 s' {7 G9 P1 U' D
0.6版本更新亮點(diǎn):) r8 p `' Z5 {; G
1. 新增可視化功能:包括1D和2D數(shù)據(jù)的繪圖能力8 n" `% }5 ^# m8 k9 X3 b
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' c- S) k) |2 m
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)) Z" ~/ ?6 Y6 a# ?8 A) e- e
& ], Z, w: B. R) l2 h% H: P$ {9 m
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(lái),我們將探討這些新功能的使用方法和應(yīng)用實(shí)例。
6 c+ [" V1 s2 _
. C. D+ Y; }8 k& h7 q( R可視化功能. E, s: ^- c- L" ?$ B b1 j
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(yǔ)法如下:
; C5 D+ O6 h2 O- }+ A5 p9 `1 [
: K6 F/ u/ j O# `( d5 xplot_1D(x, y, data_type, **kwargs)
: X' G! p6 n+ ~; h參數(shù):9 d- O7 Z' t8 r2 L9 R0 ?
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)3 F. M. G( p( ^4 q
0 \+ j' {! x/ D# O, t( N
9 E, A$ G( T5 d5 g+ ? U& K
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% Z/ j$ _) y! ] H% _/ d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。
8 E& T9 r0 O$ B0 y2 J1 _# Y! O
二維繪圖 plot_2D 函數(shù)能夠可視化二維數(shù)據(jù):* z" l3 U; K) ]( O B) p1 e
' e: p+ O d. C5 O ?: Jplot_2D(x, y, data, data_type, **kwargs)7 |: @/ W1 J5 U" x5 w
參數(shù):
- a) w/ z. E* Xx: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 l! R6 m2 o, M
- e# w; `. }/ g5 X) m! ? O+ b! j$ F1 ~" N. v
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0 |& K+ o, G1 h8 ~
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。
4 P* a' k# q5 @ [: X折射率監(jiān)視器
2 @8 ~& d2 U c: X7 dpMaxwell 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):
3 f" V5 E; D3 h1. GetEpsMu_xy(mesh, layer_number)' h3 _ q3 V& o# H' o
2. GetEpsMu_xz(mesh, z_info, y_position)( x& x1 j/ p" _
3. GetEpsMu_yz(mesh, z_info, x_position)$ m8 L- p" k2 F( u9 B
" x$ F& i; @# R3 @參數(shù):4 k/ d1 F& p. `
mesh:仿真網(wǎng)格對(duì)象
4 t% w# J' z# h/ Y8 h4 Alayer_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)
4 _$ P# V) e. x( g9 _8 z1 nz_info:z軸范圍和分辨率(start, stop, grid_number)& ?! b- ~, L8 R8 _
x_position:yz平面的x軸位置1 M# x+ Y. m( U6 y
y_position:xz平面的y軸位置6 Q8 k( @" F* v3 l; I- T
N' m' q1 O( Q D7 A8 p
# [. f; M1 ?$ Z# W$ h# ~! k
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8 f! `$ T" U+ W0 w# z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。; T5 u3 A3 k: W
4 \9 I# u( F* m; u4 Y& {1 s# k
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9 a0 w4 \0 L: n
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。& ^; Z4 R0 _) z$ X
e' L- J G/ H* ^0 j: c9 U: M
結(jié)構(gòu)參數(shù):, E, p, F- }$ ]+ ?; u& l% G4 j, H
周期:300 nm
6 f; c1 X- y+ E+ h- ?5 O寬度:200 nm: ?% {1 Y4 J2 G
高度:300 nm+ ]4 U4 F2 e# T) u0 z
硅折射率:4.22706 + 0.0599998j3 |% a* Y) b R3 V a" ~5 r
二氧化硅折射率:1.4616(入射層)' `8 c/ A, \5 ?+ ~! p0 a1 k
1 q/ e9 [/ x9 I8 x
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/ u# \8 w0 Y/ a( E% y0 S7 u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。
. d) B" b1 j$ u/ M5 T+ w( M
" B2 Q" Y+ S% K結(jié)構(gòu)參數(shù):
) P: u! O5 P; k1 t1 T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):307 A& `1 E3 |- s
+ P6 u' t% q5 [" O: k% `0 {, y6 r" u+ U
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/ w- m! I3 v' ~" p- f y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。$ s0 y' u/ K8 Q6 D6 `
: Z. D) d/ Q; x/ V結(jié)構(gòu)參數(shù): R0 a$ }3 G8 ?
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)( F4 @+ ^- q/ U" r7 f/ T
: D3 t/ q/ ^* u3 z- l
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% V. G" F, n8 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)。; c. B& R3 r: t0 b& R6 w
9 k) R* d5 T6 ]" R結(jié)構(gòu)參數(shù):/ k/ a; x# A! U3 h7 c4 L
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):1.02 ~* a( W1 J6 r) u
/ n' c/ [- A% G6 K* d u5 A3 p
* M' ]% t: g* C, j) |) o( G
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5 s5 F6 G( C% A% n2 A* t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。3 y9 p G- |8 h3 h1 C( ^( c
& `) G. B7 b/ ?2 q結(jié)構(gòu)參數(shù):8 @& `3 }7 G& M) s2 T3 }
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)
: ?; a( ?) Z; M結(jié)論* I" ~5 M& E+ H. H3 K9 {
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(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。
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6 z8 z4 K* W% u$ p7 g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 d9 J& q. ?! Q9 p
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3 V/ q' s: {, o. s3 ]+ j關(guān)于我們:
' N2 H, _ D9 ?9 q' p& O1 X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(kāi)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(duì)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(guó)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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