消光
關注創建者：opt-simul 創建時間：2022-02-14
消光的實例教程
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015 - FDTD金納米棒的吸收、散射、消光截面（僅包含模型文件，46元）
基本介紹：
主要內容：根據發表在 Langmuir 上的論文《Synthesis of Absorption-Dominant Small Gold Nanorods and Their Plasmonic Properties 作者：Henglei Jia等》，重復了圖2a、圖2b、圖2c、圖2d；
基于Lumerical FDTD Solution求解，使用的軟件版本為Lumerical 2016a；
計算所需的內存：8 GB；
涉及的內容：TFST光源、cross_section分析組、自己編寫腳本畫圖 等；
繪制了：四個不同尺寸金納米棒的吸收截面、散射截面和消光截面；
注意：本案例僅包含模型文件，但有一個如何運行計算的簡單說明，購買后不附帶答疑指導。
包含的文件截圖：
詳細描述：
如上圖所示，金納米棒分散在水中形成膠體，一束波長為 400 ~ 1200 nm 的光照射金納米棒膠體，計算其吸收截面、散射截面、消光截面。
由于金納米棒在水中的方向是隨機的，所以要考慮金納米棒上所激發出的局域表面等離激元（LSP）的橫模與縱模，然后將兩種模式做加權平均。
金納米棒的尺寸考慮四種情況，直徑/長度分別為（單位nm）：40.2/104.3、16.6/62.2、6.0/16.2、8.8/36.6。
計算的內容和結果：
1、論文中四個不同尺寸的納米棒的吸收、散射和消光截面 ??
2、本案例的計算結果 ??
再次提醒：本案例僅包含模型文件，沒有講解視頻，也不附帶答疑指導。
展開 </p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/63954643d5d54e078f3a61f65585014e.png"></p><p><br></p><p>從下面結果的曲線可以看到 ，當頻率在接近500THz的時候會有散射和消光截面的峰值。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/ee33905f7b114c2f9034b54835cc4f93.png"></p><p><br></p><p><br></p><p><strong>模型文件在文中開頭，需要的可以下載，加密文件如需密碼可以私信我。謝謝。</strong></p><p> </p><p> </p><p> </p>
展開 <p>對于球形納米顆粒被平面光照射后的散射問題，前人mie已經給出了精確的數值解析解來求解散射效率，消光效率，吸收效率，我簡稱mie散射公式/米氏散射公式。其他形貌（金棒形，金納米星形，正方形等等）不適用mie散射公式。</p><p>在之前第二篇文章的文獻中，作者已經給出米氏散射公式如下<img src="https://img.jishulink.com/upload/202304/9c6cb860894a4aafbf373876c4ba6f18.png" alt="捕獲.png"></p><p>作者對比了用 comsol波動光學模塊 和 米氏解析解 求解出的散射效率，發現二者吻合，從而證明確實用波動光學模塊計算出的結果正確。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202304/42d7ce04673649fb8191262b7608080d.png" alt="捕獲.png"></p><p><br></p><p>那么我現在也用comsol求解了上述的米氏散射公式，我用三種方法求解消光，散射效率：（1）波動光學模塊。（2）在comsol中手動敲入米氏散射公式。（3）用comsol內置好的米氏散射公式函數。發現三者求解的結果一致，能復現出論文，如下圖所示，證明了對散射，消光效率求解的正確性。
展開 下圖是論文中橢圓金顆粒位于無窮大空氣中，求其消光譜，下面是論文圖VS我的復現結果
情況二：有限數目的納米顆粒位于兩個半無限大的介質的分界面上，比如納米顆粒放在玻璃基板上，納米顆粒上方是空氣，下方是玻璃，一束光照射到納米顆粒上，求其散射光譜，消光截面等等。
下面是論文圖VS我的復現結果。圖中 藍色虛線 表示一個金顆粒位于無窮大的介質板上，上方是空氣，下方是介質板，求其消光光譜。
情況三：無限數目的納米顆粒是周期性排布在介質基板上的，也就是超表面結構。求其反射光譜，透射光譜，吸收光譜。
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光學屬性
功能
仿真拉曼光譜、紅外光譜及光學光譜
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獲取折射率、消光系數
9.2 偏振維度差距
索尼Polarsens已迭代三代，消光比達400:1，累計出貨超50萬顆。豪威OG01H1B于2025年發布，指標大致相當于索尼第一代水平。格科微、思特威尚無偏振產品。差距約為5至8年。
9.3 光譜維度差距
imec已在300mm CMOS線上完成SWIR光譜傳感器工程驗證。
一般來說，薄膜材料消光系數的準確度都比較低，不能用于膜層較厚的情況。對于較厚的材料，更可靠的一個方法是給定厚度內透射率，由于此參數比吸收系數橫容易獲得，因此我們使用此參數來定義Stack中介質的屬性。
要使用此附加功能，請打開Design，然后在File菜單中選擇Display Setup。單擊Medium。
上海黑翊材料科技有限公司 — 超黑消光材料領域的創新引領者
公司簡介
上海黑翊材料科技有限公司是一家專注于高性能納米光學材料研發、生產與銷售的國家高新技術企業。公司以“極致吸收，定義黑度新標準”為使命，致力于為全球高端制造與前沿科技領域提供全球領先的超黑消光材料解決方案。
核心技術與產品
我們的核心產品是自主研發的 “超黑消光材料” 。
與載流子注入型的調制器相比，其調制效率較低，器件消光比也較低。
6) 應用范圍：
多應用于對調制速度有要求的硅基高速調制器。
PBS通過使用三個級聯定向耦合器來實現，第一個彎曲定向耦合器用于基于相位匹配條件分離TE/TM偏振，另外兩個定向耦合器充當濾除不期望的弱交叉耦合功率的關鍵角色，從而實現高消光比。
圖1 多模耦合方案示意圖
基于微波系統的多模端面耦合器
由于FMF的橫截面比多模石英光波導的橫截面大得多，故引入了基于MWSs的多模端面耦合器來提高耦合效率，如圖2（b）所示。
同時，針對α-FAPbI?材料的消光系數進行系統研究，發現當消光系數從0.09降低至0.004時，光提取效率可從10%提升至22.38%，證實了降低吸收損耗的有效性。
圖2周期性邊界條件與LEE的關系
從仿真到實驗的突破
3.1層厚度優化的關鍵作用
通過系統的層厚度掃描，研究團隊獲得了各功能層的最佳厚度參數（表1）。
圖2h展示了MZM的實驗傳輸特性（扣除光柵耦合器損耗），其消光比超過15dB，總插入損耗為24.5dB。在理想模擬條件下，移相器貢獻約8.4dB插入損耗，兩個模式轉換器貢獻12.8dB，兩個MMI貢獻0.4dB，總損耗為21.6dB。這意味著制備過程導致了額外2.9dB的損耗。此外，在1520nm至1580nm的寬波長范圍內，測量響應保持均勻，彰顯了該器件的寬帶光學工作能力。
f)1mm長臂在不同電壓下測量的光傳輸，顯示調制器在1547.1納米波長時具有27.5dB的消光比。g)不同波長下測得的 值。
在測量半波電壓（ ）時，向調制器施加一個峰峰值電壓掃頻的10kHz三角波信號。我們發現器件的改進 值具有波長依賴性（圖2e–g）。在1547.1nm波長下獲得最小 值2.1V，消光比(ER)達27.5dB（圖2f）。其他波長下的測量ER值詳見補充材料第S8節。
兩種器件測得的消光比和插入損耗分別為≈30和1.15dB。還使用70GHz光探測器和矢量網絡分析儀測量了制備調制器 電極上的電光頻率響應。如圖6c、f所示，兩款調制器的3dB電光帶寬均明顯高于67GHz（受限于測量設備），在67GHz處僅出現1.2dB的滾降。電-電（EE）帶寬同樣遠高于40GHz，在40GHz處僅出現2.1dB的滾降。
