Photonics – Chinese

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关于光栅远场归一化衍射强度分布图

    • 945118519
      Subscriber

      老师,您好!想请教您几个问题

      • 我正在仿真一篇文献,是利用超表面制作达曼光栅,遇到了这样一个问题,我需要得到达曼光栅的远场归一化衍射强度分布图,有些文献里面又叫远场功率分布图,我在官网找了好多脚本,做了好多尝试,都无法得到如图所示的点阵,文献中是对Ex、Ey、Ez进行远场变化,最后得到总光强分布,如下。我想请问一下,他这样的结果是如何得到的呢?
      • 对于以上问题我做了很多尝试,得到以下结果。如图,我设置了三个2D监视器得到Ex、Ey、Ez,最后用farfield3d脚本分别返回|Ex|^2、|Ey|^2、|Ez|^2,最后进行简单加和得到这个图,并没有明显的光斑。

      • 请问一下老师,我这样的做法对嘛?如果不对的话,要得到远场归一化衍射分布图该怎么做呢?

      谢谢~

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      帖子重复了。

      光栅衍射已经是对光源功率归化后的功率。因为是远场,功率正比于强度,所有没有问题。

    • 945118519
      Subscriber

      您好,感谢您的回复。

      我也尝试使用了您说的官网例子的脚本来得到衍射强度,但是我得到的图如下

      因为文章里是实现的5*5点阵,所以不清楚到底是什么地方出了问题。

      希望您能指点一下,谢谢~

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      你可能需要再理解一下5*5点阵,文献是说5*5个衍射级,你看看图中是按衍射级画的,不是远场球坐标。这个结构有更多的高级衍射,但是5*5点阵只是花了正负二级而已。你需要将结果提取,再后处理。

       

    • 945118519
      Subscriber

      您好,根据您的建议,我对-2到2级结果进行了提取,结果如下:

      但是我还有一个问题:我用如下代码得到了如下图片,但是还是无法得到点阵图,请问点阵图需要怎么得到呢?

      感谢您的回复~

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      矩阵A正确!

      要想成为文献的结果,你可能需要多A矩阵做进一步处理: 在-2 到+2之间设定一定的点数,但是A的数值仅在整数点上为衍射级强度,其它地方设为为零。比如400*400:

      AA=zeros(400,400);

      AA(1,1)=A(1,1);

      AA(100,1)=A(2,1)

      AA(200,1)=A(3,1);

      AA(300,1)=A(4,1);

      AA(400,1)=A(5,1);

      AA(1,100)=A(1,2);

      AA(100,100)=A(2,2);

      AA(200,100)=A(3,2);

      以此类推。

      当然我选400是为了简便,实际不需要这么多点,可能40个点就够了。

      这个是后续处理,想想办法总是可以的。

      注意:

      1: 原结果没有用对数

      2:光栅分析仅给出所有级强度总和为1的结果,实际衍射强度还需要乘该波长的透射率才是实际的相对光源的强度分布。参见 https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360034927213-grating-Script-command

    • 945118519
      Subscriber

      感谢您的回复,根据您的建议我做了如下修改。

      1、对A矩阵进行了进一步处理,如下:

      得到了如下的点阵

      2、您说原结果没有用对数,我将脚本中的“logplot”删掉得到了以下结果:

      请问这个结果是因为A矩阵的其他结果接近0所以显示不出来点阵还是结果不对呢?

      3、您说实际衍射还需要乘该波长的透射率,请问是这个吗?

      我对其进行了如下处理,请问我这样处理对吗?

      得到结果如下

      如果删掉脚本中的“logplot”仍旧是这样的结果

      再次感谢您的回复~

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

       

      这不奇怪啊,你的数据除了零级其它的几乎为零。我只是提醒你原文没有用对数,因为人家的0到1 都有数据,而你的只有接近1 和接近零。

      你已经得到5乘5 的阵列结果,怎么进一步处理全靠你自己了。

      XY 坐标应该是衍射级,你再琢磨吧。

       

    • 945118519
      Subscriber

      感谢您的回复,我明白您的意思了。

      但是我还有一些疑问:

      1、我复现的是别人的文献,所以不需要那么精确的结果,但是我这样的方法对嘛?

      2、文献中达曼光栅是5*5的,那么我如何知道我选择的衍射级是正确的呢?我用gratingordercount脚本算出来这个模型有593个衍射级,不知道这样对不对?

      3、我利用相同的脚本在平行四边形的光栅中算出来的5*5点阵还是和文献中相同的,是因为衍射级没有选对吗?

      再次感谢您的回复~

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

       

      A1: 方法正确

      A2:“那么我如何知道我选择的衍射级是正确的呢?我用gratingordercount脚本算出来这个模型有593个衍射级,不知道这样对不对?”当然你需要知道要哪几级的衍射了,一般以0级为中心,先找到0级。

      A3:“我利用相同的脚本在平行四边形的光栅中算出来的5*5点阵还是和文献中相同的,是因为衍射级没有选对吗?”

      相同还是不同?不同也很正常啊,你没有文献结果中的所有数据,包括仿真设置。

      衍射级你需要看原文,我就无从知晓了。

      方法都是一样的,你也可以从里面找任意一级做参考。

      结果对称于零级,我没有看出什么问题。

       

    • 945118519
      Subscriber

      感谢您的回复~

      Q3我可能没有表达清楚。我将相同的脚本应用到我自己设计的平行四边形的光栅当中,我看一篇论文,得到应该是平行四边形的点阵,但是我得到的还是正方形的。

      看了您的回复,我大概明白了。

      针对我的Q2,我能这样理解吗:比如在我仿真的这篇文献中,作者选择的是-2~2五个衍射级,他的5个衍射级的强度都是接近1的,那么我如果自行设计一个5*5光栅的时候,也应该让-2~2这5个衍射级的强度最大,其他衍射级强度很小接近0,这样的设计才对,是吗?

      如果我设计如图所示平行四边形的点阵,选择的衍射级就不应该是-2~2对吗?我选择的衍射级是不是应该也是一个平行四边形形状的呢?

      再次感谢您的回复~

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

       

      上图是三角形或者六角形阵列,请参考网上例子,选择矩形仿真区再加周期性边界条件。

      “针对我的Q2,我能这样理解吗:比如在我仿真的这篇文献中,作者选择的是-2~2五个衍射级,他的5个衍射级的强度都是接近1的,那么我如果自行设计一个5*5光栅的时候,也应该让-2~2这5个衍射级的强度最大,其他衍射级强度很小接近0,这样的设计才对,是吗?”

      对的。

      “我选择的衍射级是不是应该也是一个平行四边形形状的呢?”

      你先看看衍射级再做决定。六角形是空间和频域;你的作图是衍射级。琢磨一下看看。

       

       

       

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