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Photonics – Chinese

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关于周期性复杂光栅衍射仿真的几个问题

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    • zax zax
      Subscriber

      老师您好,我的研究目的是模拟出类似下图这种光栅的衍射特性。由于此种光栅有颜色效应(图b),所以我的主要研究目标是:探究白光垂直于基底平面时,各个角度下都有可能看到什么颜色(眼睛距离光栅10cm)。

      为此,我设置的模型设置如下图所示:

      几何模型:根据实际形貌简化;光源:平面波BFAST,波长380-800nm,垂直入射;仿真区域:XY方向BLOCH边界ZPML边界(使用了steep angle);分析组R参考  https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360042088813-Diffraction-grating   进行设置,没有进行较大改动分析组计算结果如下图所示;同时设置监视器全局采样点200个。仿真过程已确认收敛。

      目前的解决问题的思路是:利用衍射的数据进行插值得到远场各个点强度随波长的变化情况→利用CIE1931标准转化为颜色。 

      主要存在一下几个问题:

      1.如果仅仅考虑衍射特性,不考虑颜色问题,这种模型设计是否合适(尤其是选取的仿真区域相对于光栅来说较小,光栅按照老师的回复,属于无限光栅。)?一些模型设置的细节如下[光源平面大于仿真区域;光栅材料为铝;频域监视器均为二维]。如果不合适,还烦请老师指正。

      2.如果考虑颜色的问题,[利用衍射的数据进行插值]这种方式是否有说服力?我看到了老师关于【光源大於有限週期光柵尺寸的模擬設置問題】的解答,其中老师提到【使用TFSF光源,将基底加宽】来获取衍射的强度和分布,但是也提到【不能算远场分布】,那什么样的解决方案较为合适呢?

       

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      只要两个方向都是无限周期,选择的周期合适就可以。

      计算的衍射透射率可以用来计算颜色,没有问题。

      至于【使用TFSF光源,将基底加宽】,是因为TFSF要在周期边界之外,应该是跟你的这个问题不同。

      用衍射分析,而不是用远场投射。后者只能是非周期结构。

      • zax zax
        Subscriber

        好的 谢谢老师

      • zax zax
        Subscriber

        老师您好,经过计算发现,衍射数据相对于需要进行颜色计算的数据点来说较少,使用插值的方法误差可能较大,可以使用频域监视中的远场数据进行计算吗?

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      数据点少是因为入射的角度少。

      不能用监视器的远场,因为不是光栅衍射的结果。光栅衍射就是一些分立的角度。

      你琢磨一下是不是。

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