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关于材料折射率变化导致的模型反射率出现锐减的问题

    • hjiangba
      Subscriber

      最近,我使用 FDTD 来模拟一种类似于液晶各向异性材料的透射和反射光谱。之前已经用椭偏仪测量了它的复折射率(在 FDTD 的材料中用 nxx、nyy、nzz 设置相关数据),我把测量的数据直接导入 FDTD 中,但 FDTD 中的透射和反射谱在 500-600nm 处显示出明显的差异(如附图 1 所示)。为了获得类似的曲线,我调整了 FDTD 中每个波长的 CRI,但是在某些波段当我将折射率从 2.3 更改为 2.29 来获得较低的反射,但结果显示反射率从 0.2 急剧下降到 0.02,这显然是不可能的。之后我通过改变 T/R 监视器的位置来解决,反射率又恢复到了0.2左右,但是当我以+5nm步长进入下一个波长时,反射率又重新变成了0.02,这是什么原因呢?我尝试改变光源位置和入射方向,衬底折射率,PML类型都无效,急救。

      模型是基于官方案例的超表面元原子模型,我把原来的纳米柱改成了和仿真区域相等的145nm厚的长方体薄膜(如附图 2 所示),TR用S参数分析组得到,边界条件xy方向用周期性,z用PML。

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      你测量的 nxx、nyy、nzz是单波长还是宽谱? 单波长的话很难说,如果是宽谱,材料拟合曲线如何?

      另外一个问题,你需要将中间的那个液晶层在XY平面延申到周期边界之外。

      不要试图随便修改折射率,你看看仅仅改了0.01结果就差一个量级,因此你还要检查你折射率测量的结果,还有三个主轴方向是否与仿真一致。

      不知道“但是当我以+5nm步长进入下一个波长时,反射率又重新变成了0.02,”是怎么做的,难道你是按波长扫描进行的?正入射时不要这样扫描波长,因为网格尺寸与波长有关。

      你仿真的R+T只有0.5左右,其它的你看看都损失到哪里了,是吸收了吗?你可以增加仿真区长度,反射监视器反射区,透镜后面,并且要离开光源至少几个网格。你现在的是仿真光源前面,它监测的不是反射率,需要进一步操作,参见:https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360034915753-Tips-for-accurately-measuring-reflection-in-an-FDTD-simulation 

       

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