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[Seonyeong Kim]

안녕하세요,

Hexagonal lattice 의 밴드구조 계산 관련 내용입니다.

Q1. 동일한 구조와 조건에서 source 의 range에 따라 resonance peak 위치의 변화. 

아래 그래프는 InP hexagonal lattice의 K symmetric point (kx=1/3, ky=1/sqrt(3) ) 에서 계산한 결과 입니다. 그래프는 'bandstructure' analysis group 에서 추출한 spectrum 이고, 'dipole_cloud'의 frequency range 를 제외한 다른 모든 조건은 동일합니다. 지금까지 dipole source 의 frequency range는 보고자 하는 밴드의 위치에 따라 조절 가능한 것으로 알고 있었습니다. 즉 구조만 같다면 range에 상관없이 같은 frequency 위치에서 resonance peak 이 나와야 한다고 이해하고 있었습니다. 그런데 이렇게 range 에 따라서 resonance peak 의 위치, 즉 밴드의 위치가 바뀐다면 source의 범위를 특정 지어야 하는 걸까요? dipole_cloud 의 source range 를 어떻게 결정해야 하나요?

(z-axis mesh 설정이 'mesh cells per wavelength' 로 설정되어 있어 z축 mesh가 source range가 증가함에 따라 작아지긴 하는데, 아래 그래프에서 보이는 만큼의 차이를 만들 거라고 생각되지는 않습니다. 또한 auto shuttoff 기능은 모두 OFF 상태 입니다.)

Q2. Source pulselength 계산.

dipole source 에서 'set frequency/wavelength' 에서 frequency range를 설정하면 time domain 의 설정값들이 자동으로 계산되는데, 'pulselength' 와 'offset'이 어떻게 계산되는지 equation 이 궁금합니다.

감사합니다. 

[Dong Sub Shin]

안녕하세요, Ansys 입니다. 2번 부분에 대해서 확인중에 있습니다.

1번 문의 사항의 경우 혹시 사용하신 예제 파일의 링크를 알려주실 수 있으실까요?

감사합니다.

[Seonyeong Kim]

 

예제 링크입니다. 

https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360041567454-Bandstructure-of-planar-photonic-crystal-with-a-hexagonal-lattice

먼저 보여드린 결과는 제가 임의로 수정한 사항이 많아, 위 예제 중 3D model 에서 아래 사항으로 setup을 변경하고 다시 simulation 한 결과로 올립니다.

”::model”

- f2 = 600 THz

- a = 0.26 um ( periodicity 가 작을 수록 source range 에 따른 차이가 확연히 나타나는 경향이 있습니다)

- kx = 1/3, ky = 1/sqrt(3)

 

”hex_pc”

- material: InP – Palik

- z span = 0.5 um 

- radius = 0.05 um 

 

”FDTD”

- mesh settings: dx = dy = 0.01 um

- Boundary conditions: z min bc = anti-symmetric

- Auto shutoff OFF

 

”dipole_cloud”

- z span = 0.5 um

 

”bandstructure”

- z = 0.25 um

- z span = 0.5 um

 

 

[Dong Sub Shin]

안녕하세요,

소스설정을 보시면 300Thz까지 설정을 하셨기 때문에, 뒤의 결과는 의미가 없어 보입니다. 소스의 범위를 변경해보시기 바랍니다.

자동으로 계산이 되는 수식에 대해서는 아쉽지만 저의가 정확한 정보를 전달드릴 수 없는 부분에 대해서 양해를 드립니다.

감사합니다.

[Seonyeong Kim]

안녕하세요, 

위의 예제로 simulation 한 결과는 source 의 freqeuncy 범위를 100-200, 100-250, 100-300, 100-400, 200-400 THz 로 바꾸어 가며 테스트한 결과입니다. source 의 설정은 300THz 까지 설정했기 때문이라는 부분과, 의미 없는 결과로 보인다는 데이터가 어떤 부분인지 좀 더 명확히 설명해주시면 감사하겠습니다.

[Dong Sub Shin]

안녕하세요,

처음 문의를 주실때의 그림에서 소스 설정 범위가 제한된 상태에서 결과를 계산하신 것로 알았았습니다.

예를 들어서 소스 범위를 300까지한 다음에 이 이상의 결과를 추출하신 것으로 이해를 했었습니다.

말씀하신 부분은 확인후 다시 회신을 드리겠습니다.

감사합니다.

[Dong Sub Shin]

안녕하세요,

보시려고 하는 영역은 0~600 THz이고, 소스의 경우는 dipole_cloud에서 f1,f2로 설정을 하셨을 것으로 예상이 됩니다.

dipole_cloud에서 f1,f2를 설정하시고 나서 상단의 check > Material explorer에서 피팅이 잘 되었는지를 확인 하실 수 있는데, 피팅을 한 영역만 계산이 된다고 생각을 하시면 됩니다.

따라서 100~200으로 dipole_cloud의 소스 범위를 설정을 하셨다면 이외의 영역은 시뮬레이션 결과를 보장하지 못한다고 이해를 할 수 있습니다.

Fitting에 관련하여 Tips for improving the quality of optical material fits – Ansys Optics를 참고 하시는 것도 좋을 것 같습니다.

감사합니다.

[Seonyeong Kim]

답변 감사합니다. 말씀해주신 점 고려하여 다시 진행해보겠습니다.