Lumerical之使用sweep进行扫参分析

为了寻找性能较好的结构,使用lumerical软件设计光学器件常常使用的一个功能就是sweep,也即扫参,下面以分析Si材料Slab厚度对透射率、反射率的影响介绍sweep功能。

由于Si相较于空气是个高折射率比的材料,因此,当光直接从空气入射Slab时容易在空气与Slab的交界面处形成反射,通过改变Slab的厚度可以调整两处交界面的反射光的干涉效果,如下图所示:
在这里插入图片描述

扫参步骤如下

  • 创建仿真结构
  • 调用sweep功能
  • 观察扫参结果

创建仿真结构

这里以XY视角观察仿真结构,主要是Si slab,光源,FDTD仿真区以及分别监测反射率、透射率的两个监视器R和T。FDTD区域X轴设置为反对称边界条件,Z轴设置为对称边界条件。(仿真文件可从文末获取)
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下一步,选择需要扫参的对象,这里是Slab的厚度,以及y轴方向的y max-y min。为方便观察和扫参,将该参数定义在model中,如下图所示:

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同时在Script中使用脚本,将thick_Si与Slab结构关联起来:

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调用sweep功能

如下图所示,首先进入Optimization and Sweeps,随后添加sweep,右击编辑sweep,这里命名为thick_sweep,同时扫参点设置为11个,扫参对象为model中的thick_Si,最后,在Result部分一定不要忘了选择需要检测的结果,这里分别观察监视器R和T的T值,也即反射率和透射率。
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观察扫参结果

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/789a994c29b54392b46c71088ae6d158.png

图左为透射率(由于光源向下入射,故为负值),图右为反射率。可以看到随着Slab厚度变化,透射率在30%~90%之间波动,反射率在0%~70%之间波动。如果需要对厚度精度更高一些,可以将sweep的点数增加,下图为增加至51个点之后的结果:

在这里插入图片描述

综上为Lumerical软件sweep功能使用方法,如有错误还请指正。
仿真文件附在百度云中供参考


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