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引言1 [! k- c, |6 A( k2 x
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。0 w* g) }4 k9 ~1 z: h
" _) D7 J7 ^ D. G% ]: l) 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(guò)程中的關(guān)鍵角色。4 W6 L& q$ I/ p7 f9 G
: f9 l3 B: y6 ?& G4 `4 [1 a0 z
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; {* ]9 h; U" S# f; y. c6 u r
+ [: V. I% C* n4 o5 K4 Q. }- }0.6版本更新亮點(diǎn):* |) V; ~9 S/ N1 Z
1. 新增可視化功能:包括1D和2D數(shù)據(jù)的繪圖能力
- Z& J+ Z' R! L& x' |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
" ?6 S& R- O1 X' q3. 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)( W6 }- `( h) m: m1 _ ^( Q
" T: K; M" v' X+ L; b9 _
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。# l- V. G2 N, v3 _, C
& Z: D- X" D% V$ h* h: U! [
可視化功能5 C1 I8 O$ z3 A/ ] x# p
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:5 c: m+ Y4 h9 Y6 H% Z/ X& L
; j" E9 A* z/ P$ L
plot_1D(x, y, data_type, **kwargs)
6 S1 V4 R" b5 L8 `參數(shù):
! g! F/ |; I" j9 G5 ]# v/ L0 } px: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), C" b8 S& q: A) \* L9 S( T
- e" ~$ i0 }# _+ B8 M) x, Z' e
& c' B0 p: u. Q0 w' q" W
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/ e! c& q: g7 n. B }# o" O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。. R2 \# w4 m: R( v0 a8 i1 \7 e
; y3 a/ F! ^$ u6 K3 ^0 j$ O
二維繪圖 plot_2D 函數(shù)能夠可視化二維數(shù)據(jù):
9 \% K" M# S7 g7 `
2 x& [. I/ b: ~+ wplot_2D(x, y, data, data_type, **kwargs)
. a9 Y3 P/ U, I1 ? R參數(shù):" N3 G( Z" `# |' M
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)
* ]0 `. E/ ~. b5 X
r7 X4 L# W/ R+ _, w* D k0 h$ g
; W2 r, T2 C W+ w( H9 ^. }0 I
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1 O2 S$ u" O* y3 H' k/ a! 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(chǎng)Ex分量實(shí)部的例子。/ K$ D Z5 I% Z% K
折射率監(jiān)視器# F( h$ H( Y2 D H! R- G' n% K
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):
$ G* I1 x3 _* Y# t; ?1. GetEpsMu_xy(mesh, layer_number)- A" `9 ?! i; l5 C$ F7 o
2. GetEpsMu_xz(mesh, z_info, y_position)
5 v; T7 m4 I) T# B; h) e/ l! B3. GetEpsMu_yz(mesh, z_info, x_position). n/ x9 s! r3 m
# [& ?" d$ |2 N7 w z7 G
參數(shù):; n8 N( k3 Z6 S* |1 Z
mesh:仿真網(wǎng)格對(duì)象* _8 \$ Z' k, s5 P F$ Q/ Y+ a
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)# P: Q! [# N8 h( O
z_info:z軸范圍和分辨率(start, stop, grid_number)+ O6 s$ b# k, [2 c
x_position:yz平面的x軸位置
4 C& l* P, w) ~; b2 X Ry_position:xz平面的y軸位置6 g, A" ^" N; ~! F$ a/ @ Z
4 q' |2 y3 ]0 ~9 c2 @7 p
' P) N: o c: ?8 X/ Q e
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' {' v! g8 x8 I. m& M; S7 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。/ g4 F G6 a8 V9 J
7 X }7 R' [/ d- ^: B& U" ?
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/ ?- f- Z7 ?1 l. l, J
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。/ o* w' G# R2 ]
# J! {$ U' c+ C! t" S
結(jié)構(gòu)參數(shù):
9 ]6 P9 ]0 Y& x: }! Q) v# S周期:300 nm
, A" H& U' S) ~5 s; t. K寬度:200 nm+ x/ J. t0 [( V% x- Q7 I9 W
高度:300 nm
2 K2 R$ Q2 B# H硅折射率:4.22706 + 0.0599998j) u( y: g' ^3 F; R) J& r0 c
二氧化硅折射率:1.4616(入射層)" q9 [3 Y5 \# C! n' n
+ t I$ k: K8 {- j2 r2 }
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- g' a2 r) E2 E$ s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。
4 T0 U2 S$ n2 g ]" k4 f" g+ X8 j5 Q, S
結(jié)構(gòu)參數(shù):
! M) v/ }, Z! `" E* f1 M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 K1 o& L4 n3 h: ]1 [* L+ |' I% @' j s3 a
) h6 i! Z$ Z. d. H
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& B3 ^" g7 y$ B" S
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。. G: S2 l% l! i' v; l+ a* Y
$ d6 C7 B, X: P0 c J) G
結(jié)構(gòu)參數(shù):
: w5 X% r* Y5 n7 ?4 _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)
1 J2 w7 A" _4 T- b. s& D
9 O- c9 @8 A' i, a1 t) C/ ]
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( ]) Z8 {2 w6 y* X/ L5 |5 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(guò)縮放以強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。, y+ n. G$ J% T! ], J
3 v: s+ N& P+ R9 o. ?& [結(jié)構(gòu)參數(shù):
. M y# e" } [; a, ^) ~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 R9 D$ L [! a4 a
4 q# q) R3 c4 I; \' m0 i8 o
* x6 ^0 y; b+ w) N, k
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2 Y. @2 n) J% X" P! 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。+ ^, J- P+ C0 J* @5 w$ U5 U
/ Q0 O/ G; x* V, f8 M, G* p結(jié)構(gòu)參數(shù):
s# T4 H7 R9 @' c+ q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 B9 G+ p9 N* Z結(jié)論! q5 H! D, e/ F( y, i# k
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。
, L! {6 m7 f9 D- P- H' N7 K. J0 K! m8 P3 p4 X' H1 J0 A* H
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* p; u' C# l& r2 W8 m* s轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處,請(qǐng)勿修改內(nèi)容和刪除作者信息!8 k' Z& e6 G1 G) K" R8 m, o& l9 |
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