TECHNICAL KNOWLEDGEBASE
【Advanced Edition】
2023-03-23
3Dグレーティング初級編
本書は、VirtualLab™ による3次元グレーティングのシミュレーションについて解説するものです
著者: | Torsten Schöning (LightTrans GmbH)、 Hartwig Crailsheim (LightTrans VirtualLab UG) |
キーワード: | General 3D Grating、 Parameter Run、 Pillar Medium |
必須ツールボックス: | Grating Toolbox |
はじめに
グレーティング素子
Grating Toolbox ではスタックベースのグレーティング2タイプを扱えます:
本書では3Dグレーティングについて、解説します(2Dグレーティングではほとんどの工程はアナログ的となります)
スタックベース・グレーティングの構造
- スタック構造をベースとしたグレーティング素子は、ベースブロック領域にスタック(積層)を施す事で定義されます
- ベースブロックは、均質領域となります
メインメニューにおけるグレーティング
- 全グレーティング素子は、VirtualLab™のメインメニューより Solutions →Grating Toolbox で操作する事が可能です
- Grating Toolboxのサブメニューから、2Dおよび3Dグレーティングを含むLight Path Diagramにて、定義が可能です
- 他のグレーティングに関するメニュー操作は、過去のバージョンと同じあるいは、上記により変更された部分があります
Light Path Diagramの設定
Light Path Diagram の作成
Light Path Diagram
Stack CatalogからスタックのLoad
Stack Catalog
スタックの編集
スタック間の媒体変更
Pillar Medium(ピラー媒体) の設定
ピラー媒体のプレビュー
↓
Preview ダイアログで“Close”ボタンを押し、編集ダイアログの“OK”で閉じます
ピラー媒体の再設定
結果
数値設定の調整
Advanced Settings Tab
Accuracy Factor の影響
“Decomposition Preview”ダイアログを“Close”ボタンを押し閉じます
Accuracy Factorの調整
- Accuracy factorを調整し、全機能に対応できるようにします
- サンプリングポイントの上限は、225 × 225としました
- ポイント数を上げると、Decomposition(分解)演算に、より時間が掛かるようになります
- 同様に、例えばレイヤー数を倍にすると、Decompositionの時間がより掛かる事となり、またFMM(フーリエモーダル法)の計算時間も2倍となります
- 次項目以降、Accuracy factor “3”を転位点Decompositionに採用しております
Fourier Modal Methodの設定
FMMダイアログを”OK”ボタンをクリックして承認し、終了します。
“Edit GeneralGrating 3D”ダイアログも終了します
Diffraction Orders(回折次光)数の調整
Parameter Runの作成
Diffraction Orders数の変更
Grating Efficiency Analyzerのみ使用
Parameter Runの開始
Parameter Run: 結果
”Adjusting_the_number_of_diffraction_orders.run”をご参照下さい
- Parameter Runの結果により、回折次光数が増え良い結果となりました。
ただし、計算時間も増加してしまいました。 計算精度と時間のバランスを取って下さい。 本書では21 x 21次光としました。 - この値を次項目のフーリエモーダル法の編集ダイアログにて設定します
Light Path Diagram
FMM の編集ダイアログ
Diffraction Orders 数の設定
この状態でFMMダイアログを”OK”ボタンにて、承認し終了します。
“Edit GeneralGrating 3D”ダイアログも終了します
Light Path Diagram の結果
サンプルファイルのLight Path Diagramをご参照下さい
Near Field の計算
偏光依存性
Light Path Tableにて、[Go!]をクリックし、下記の結果を得る事ができます:
“Ideal Plane Wave”(理想的平面波)の偏光角度を45°に変更します
反射情報の結果 (Light View)
効率計算
Grating Efficiency Analyzerの出力
合算された透過、吸収、反射などの追加出力を得るには、下記の手順を踏みます
表出力は、画面最下部に“Detector Result“タブに表示されます
ダウンロードファイル
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