本文通过FDTD的参数扫描功能分析了薄膜中WO3层厚度对反射率影响,结果曲线如下图所示。

利用FDTD的参数扫描分析薄膜中WO3层厚度_反射率

 

建模及数据分析过程主要如下:

1.导入材料

点击Materials

利用FDTD的参数扫描分析薄膜中WO3层厚度_透射率_02

点击Add,选择Sampled 3D data

利用FDTD的参数扫描分析薄膜中WO3层厚度_透射率_03

点击Import,在Select File中选择折射率文件,导入即可。

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2.添加结构

结构添加可以直接查看WO3.fsp文件中的设置,这里只需要设置几何位置和材料属性,记得WO3材料选用刚才添加的。

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3. 设置FDTD Region

由于你这个是薄膜结构,X和Y方向是无限延伸的,z方向是你的结构,因此X,Y方向设置成周期性边界条件,边界条件中PML层profile可以默认standard,也可以设置成steep
angle,可以提高计算速度。

利用FDTD的参数扫描分析薄膜中WO3层厚度_参数扫描_06

结构尺寸上按需求设置,X,Y方向没有特别要求,Z方向最小值应设置在W层中,最大值在WO3上方,同时远离结构至少半个波长。其他不需要特别修改,默认即可。

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4.光源设置

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光源选择平面波,入射方向设置z负方向。光源尺寸大于FDTD尺寸(如果没有大于会在仿真时自动拓展),光源放置在结构上方,具体可以对比结构尺寸和光源尺寸查看。

随后设置入射光波长范围,这里设置成0.4~0.9。

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5.监视器设置

主要设置反射率监视器。

监视器类型选择Frequency-domain field and power。

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监视器选择Z-normal,XY平面尺寸大于FDTD尺寸,大了无所谓,超出的部分不会记录数据,主要是设置Z方向的位置。反射率监视器在光源和FDTD上边界中间。

利用FDTD的参数扫描分析薄膜中WO3层厚度_FDTD_11

6.添加mesh

建模设计过程没有先后次序,什么时候设置都可以。网格设置基于结构,并写入响应结构的名称。

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7.参数扫描

参数扫描在软件右下角,也可以通过view-windows-optimizations and sweeps打开。

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选择第一个新建sweep

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右键编辑,从下拉菜单中选择自己想要扫描的参数,并添加扫描范围和扫描频率,在下方添加结果监视器,这里监视器选择前面设置的反射率监视器。

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运行扫描,点击运行按钮,等待运行结束即可。

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最后,可以将数据输出到matlab中,再利用matlab进行后处理。

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