利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響

本文通過FDTD的參數掃描功能分析了薄膜中WO3層厚度對反射率影響,結果曲線如下圖所示。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖1

建模及數據分析過程主要如下:

1.導入材料

點擊Materials

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖2

點擊Add,選擇Sampled 3D data

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖3

點擊Import,在Select File中選擇折射率文件,導入即可。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖4

2.添加結構

結構添加可以直接查看WO3.fsp文件中的設置,這里只需要設置幾何位置和材料屬性,記得WO3材料選用剛才添加的。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖5

3. 設置FDTD Region

由于你這個是薄膜結構,X和Y方向是無限延伸的,z方向是你的結構,因此X,Y方向設置成周期性邊界條件,邊界條件中PML層profile可以默認standard,也可以設置成steep
angle,可以提高計算速度。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖6

結構尺寸上按需求設置,X,Y方向沒有特別要求,Z方向最小值應設置在W層中,最大值在WO3上方,同時遠離結構至少半個波長。其他不需要特別修改,默認即可。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖7

4.光源設置

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖8

光源選擇平面波,入射方向設置z負方向。光源尺寸大于FDTD尺寸(如果沒有大于會在仿真時自動拓展),光源放置在結構上方,具體可以對比結構尺寸和光源尺寸查看。

隨后設置入射光波長范圍,這里設置成0.4~0.9。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖9

5.監視器設置

主要設置反射率監視器。

監視器類型選擇Frequency-domain field and power。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖10

監視器選擇Z-normal,XY平面尺寸大于FDTD尺寸,大了無所謂,超出的部分不會記錄數據,主要是設置Z方向的位置。反射率監視器在光源和FDTD上邊界中間。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖11

6.添加mesh

建模設計過程沒有先后次序,什么時候設置都可以。網格設置基于結構,并寫入響應結構的名稱。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖12

7.參數掃描

參數掃描在軟件右下角,也可以通過view-windows-optimizations and sweeps打開。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖13

選擇第一個新建sweep

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖14

右鍵編輯,從下拉菜單中選擇自己想要掃描的參數,并添加掃描范圍和掃描頻率,在下方添加結果監視器,這里監視器選擇前面設置的反射率監視器。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖15

運行掃描,點擊運行按鈕,等待運行結束即可。

利用FDTD的參數掃描分析薄膜中WO3層厚度對反射率影響的圖16

最后,可以將數據輸出到matlab中,再利用matlab進行后處理。

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