Photonics – Chinese

Photonics – Chinese

左旋圆偏振光透过超表面后,获得的右旋圆偏振光能量比入射的左旋圆偏振光能量还要大?

Tagged: 

    • tsinghuaby
      Subscriber

      首先,我已严格按照您之前的解释来设置圆偏振光光源,下图是您的解释:

    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      看了您的結果,有一個地方想跟您確認一下。
      從不通過超表面的結果看起來,左旋的能量會因為不同波長而不同。
      想問一下,不通過超表面的結果是還有通過甚麼材料嗎?
      如果有,這個材料是否是色散材料?



    • tsinghuaby
      Subscriber
      您好,不通过超表面的结果是没有经过任何材料所计算出的结果。另外,想跟您确认下,我们用s偏振光和p偏振光来表示圆偏振光的方式是否正确,因为您之前给出的表示方式与线偏振光表示圆偏振光的方式是完全一样的,但实际上s和p偏振与线偏振是两个不同的概念啊。期待您的回复!
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      若是如此,我覺得您的不通過超表面的結果有點奇怪,照理說沒有通過任何結構,結果應該要很接近於1。
      建議您參考這個範例,比對一下邊界條件還有其他模擬設定是否一致。

      然後,我想您指的線偏振光應是x和y偏振對吧。
      在正向入射的狀況下,假設光沿著z方向前進,y偏振就是s偏振,x偏振就是p偏振。
      所以兩者的表示方式是一樣的。

    • tsinghuaby
      Subscriber

      好的,感谢您的回复。对于您建议的参考范例,我已认真参考比对过,并且我本次设计的超表面分析过程就是参考这个案例进行的;我设计的超表面结构单元是这样的:


      选用的边界条件为:


      您认为这样的配置正确嘛?或者还有什么别的地方可能存在配置问题?此外,您可否提供关于圆偏振入射超表面的相关分析案例呢?期待您的再一次回复。

    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      我們目前沒有圓偏振入射超表面的直接範例。
      之前我同事有提供給您 圓偏振的設定方式以及超表面範例

      建議您可以使用超表面範例的檔案出發,把結構disable掉。
      我試著用官網範例出發,添加圓偏光,修改邊界條件,調整波長,然後跑一次沒有結構的狀況。
      結果EL是都接近於1的。


    • tsinghuaby
      Subscriber
      好的,感谢您的回复,请问您添加圆偏振光后,怎样调整的边界条件呢?
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      我x和y邊界條件都設置為Bloch (因為是正向入射,所以periodic也可以)。
      z方向是PML沒改變。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      感谢您的回复,我采用您的建议,利用官网例程来观看圆偏振光不经过超表面时的EL结果,但是发现S参数计算计算不出任何结果。
      Bloch条件和periodic条件都尝试了,均不行,S参数分析组显示为下述问题,请问这是什么原因导致的呢?



    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      從您的圖看起來,您現在有三組光源,建議您把分析組光源的amplitude調成零。


      或是只自行添加一個,讓最後結果是圓偏。
      然後,如果要測沒超表面,您也需要把結構disable。

      希望以上資訊對您有幫助。

    • tsinghuaby
      Subscriber
      感谢您的回复,采用您的建议后,仿真已可以正确运行计算,但我利用同一个文件,选用不同的超标表结构单元,虽然之后都将超表面结构disable了,但是计算出的结果还是有所差异,具体如下图,请问这是为什么呢?
      另外,我发现您添加的两个光源位置非常重合,但我使用的两个光源却无法将他们调整至重合(我将他们的位置已经完全调整对应了),具体情况如下,不重合的话是否会影响结果呢?期待您的回复,非常感谢。


    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      我懷疑您的結果是光源位置不同的差異。
      (一個y在上,一個y在下)
      我是這樣調整光源的,先看監視器內光源的z位置,假設是a。
      包含監視器的那個分析組也有一個z位置,記做b。
      然後監視器外光源的z位置,我輸入a+b的值。

    • tsinghuaby
      Subscriber
      非常感谢您的回复。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      您好,我按照您给的所有建议,对仿真文件进行了正确配置,但所计算结果仍然存在问题,具体情况如下:
      这是将超表面结构disable掉计算得到的入射左旋圆偏振光的强度曲线:
      这是启用超表面结构后计算得到的出射右旋旋圆偏振光的强度曲线(能量强度超过了1,我所使用的超表面材料为二氧化钛,原理上将不会对电场有增强作用啊,我记得只有金属超表面结构才会有增强电场作用):
      最终,我算出的交叉偏振转化效率曲线为:

      转换效率的计算方式为:effect = abs(ER2)^2/abs(EL1)^2;论文中给出的交叉偏振转化效率定义为:Simulated polarization conversion efficiency as a function of wavelength.
      This efficiency is defined as the fraction of the incident circularly polarized optical power that is converted to transmitted optical power with opposite helicity. 我认为我计算的方式是正确的。
      但真实的结果应该如下图中红色曲线所示:
      所以,我想请问您是不是我的仿真过程仍然存在错误呢?非常期待您的解答。




    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      從沒有超表面的結果看起來。我們能確保軟體的設定基本上沒有太大問題。(因為很接近於一)
      我覺得您計算能量的方式可能會有問題。
      是這樣的,當入射光從一介電材料入射,計算能量時,還必須考慮材料折射率。
      您可以這樣測試,把基板disable掉再跑一次,我認為此時右旋光的最大強度就會掉回1。
      所以實際您在計算的時候還必須除上折射率才行。

      然後,撇除最大值的因素,我覺得您的結果和文獻有類似的趨勢。
      比方說都是藍光低紅光大。
      我認為這個差距有幾個可以測試的方向。
      A.材料折射率
      我猜文獻中並未給出使用的材料參數,可能只有給是甚麼材料。
      有時文獻使用的折射率和軟體資料庫內的會有一些差距。
      考慮到超表面與改變相位有關,因此會對材料參數非常敏感。建議您可以在試一下不同的材料參數。
      B.收斂性測試
      您可以試一下不同的網格大小,確保結果是足夠收斂的。


    • tsinghuaby
      Subscriber
      非常感谢您的回复。在您的建议中,我有一点不是很理解,具体为“所以實際您在計算的時候還必須除上折射率才行”,您这里提到的除以折射率,具体是在指在哪里除以折射率呢?非常期待您的再一次回复。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      不好意思,我还有一个疑问,就是启用超表面结构,计算出射右旋圆偏振光能量时,会涉及基板和透镜单元两个不同的折射率,具体是除哪个折射率,您可否提供参考案例或者给予相关计算建议?非常感谢!
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      我的思路是這樣的,一般計算Poyting vector會是intesity 除上impedence。
      而impedence 會與折射率相關。
      S_parameter 是以入射為1的狀況去考慮的
      因為入射是在材料之中,所以入射的能量應為
      1/impedence=n_substrate
      所以你看|EL|^2的最大才會很接近substrate的折射率。
      如果再對input 歸一化一次,那就是EL|^2/n_substrate
      這部分您可以確認一下,如果Substrate的折射率不是1.4左右再跟我們說,實際上,當我把substrate disable掉,因為n_substrate為一,也就無需再歸一化一次。






    • tsinghuaby
      Subscriber
      感谢您的回复。您的意思是这样子嘛,就是转换效率计算为:effect = (abs(ER2)^2/1.4)/abs(EL1)^2,我选用的Substrate的折射率是1.4。


    • tsinghuaby
      Subscriber
      我充分考虑了您的建议,将出射右旋光的能量除以了基板折射率n,具体计算公式为:effect = (abs(ER2)^2/1.4)/abs(EL1)^2,最终的得到的计算结果为:
      曲线的的趋势是正确了,但我认为您建议的这种方式是强行将出射能量归一化到了[0,1]的范围,因为最高的交叉偏振转换效率几乎不可能达到100%,而且采用这种归一化方式,必然存在某一波长处的交叉偏振转换效率为100%,这显然是不太太可能的。您对此怎么看呢?是否还有其它更为合适的归一化的方式?
      此外,我也验证了去掉基板的情况,确实如您所述,出射右旋圆偏振光的能量降到了1以下。但是我发现去掉基板后,采用同样的计算方式,计算结果收敛的非常慢,这是为什么呢?(从时间监视器监视的电场结果来看,计算结果应该是收敛的,我尝试精细划分了网格,发现效果是相似,都是收敛比较慢)



    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      有關歸一化,我的理解是,EL和ER都要除上基板折射率。
      這不是強迫把值限制在[0,1]間
      要注意的是ER和EL是由s parameter的S21轉換來的
      而S21的物理意義其實是 Es/Ei 或Ep/Ei
      我們把它透過座標轉換變成 ER/Ei 或EL/Ei
      如果直接平方會變成 |ER/Ei|^2 和 |EL/Ei|^2

      但這理論上是不對的
      如果用功率定義穿透率
      因入射光的功率為
      |Ei|^2/impedence=|Ei|^2*n_substrate/sqrt(permeability)
      出射光的功率為
      |ER|^2/impedence=|ER|^2/sqrt(permeability)
      |EL|^2/impedence=|EL|^2/sqrt(permeability)
      所以右旋光的效率為 ( |ER|^2/sqrt(permeability) ) / (|Ei|^2*n_substrate/sqrt(permeability))= |ER|^2 / |Ei|^2/n_substrate
      左旋光( |EL|^2/sqrt(permeability) ) / (|Ei|^2*n_substrate/sqrt(permeability))= |EL|^2 / |Ei|^2/n_substrate
      兩者本來就各要除上n_substrate

      至於轉換效率,從您提供的文獻內容
      Simulated polarization conversion efficiency as a function of wavelength.
      This efficiency is defined as the fraction of the incident circularly polarized optical power that is converted to transmitted optical power with opposite helicity.
      實際上我們在求右旋光或左旋光的效率時就已是您想要的轉換結果了,我不認為還需要左右旋對除。
      把左右旋對除其實是以兩個輸出對除,並不合理,應該是輸出除上輸入才對。

      至於收斂性的部分,會與結構有關係,所以不同結構結果不同我覺得可以理解。
      基本上如果沒有發散的狀況,我覺得可以先不理會這個部分。




    • tsinghuaby
      Subscriber
      非常感谢您的回复。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      您好,我按照您给的所有建议,对仿真文件进行了正确配置,但所计算结果仍然存在问题,具体情况如下: 这是将超表面结构disable掉计算得到的入射左旋圆偏振光的强度曲线: 这是启用超表面结构后计算得到的出射右旋旋圆偏振光的强度曲线(能量强度超过了1,我所使用的超表面材料为二氧化钛,原理上将不会对电场有增强作用啊,我记得只有金属超表面结构才会有增强电场作用): 最终,我算出的交叉偏振转化效率曲线为:   转换效率的计算方式为:effect = abs(ER2)^2/abs(EL1)^2;论文中给出的交叉偏振转化效率定义为:Simulated polarization conversion efficiency as a function of wavelength. This efficiency is defined as the fraction of the incident circularly polarized optical power that is converted to transmitted optical power with opposite helicity. 我认为我计算的方式是正确的。 但真实的结果应该如下图中红色曲线所示:
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      你好 如果你Ei用2代入的話,那麼前面座標轉換的部分也必須更改。 實際上,比較正確的腳本應該如下 S_pol = getresult("grating_s_parameters","S_polarization"); S21_pol = S_pol.S21_Gn; Es = S21_pol(:,1); Ep = S21_pol(:,2); ER = (Ep+1i*Es)/sqrt(2); EL = (Ep-1i*Es)/sqrt(2); 您可以看到在座標轉換這邊,應該要除sqrt(2)。 證明如下。 之前沒先跟您提是怕資訊量太多您一時無法吸收。再者,如果Ei代入1,也不會有影響。所以才沒有提到。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      非常感谢您的回复,关于Ei的值应为多少,我已从您给的证明中获得了充分理解。为此,我分别采用下述公式来计算圆偏振光及交叉转换效率: ER = (Ep+1i*Es)/sqrt(2); effect = abs(ER2)^2/1.4/2; 所得计算结果如下图所示,此时有些波长处得效率已超过了1,并且利用我们这种方式计算出得效率值普遍比原论文中得数值大,我感觉这不应该是材料参数的影响,您对此有怎样的看法呢? 另外,上述问题这是否说明我们在考虑“入射光从一个介电材料入射,计算能量时,必须考虑材料 折射率”,对于这部分中折射率的处理仍然存在问题呢?
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      你好 我懷疑超過一的部分是材料造成的。 儘管您認為基板折射率是1.4,變化不大。 但超過一的部分也不多,所以我懷疑這是用折射率1.4代表材料所造成的。 您可以這樣測試,把基板材料設成1.4,再搭配1.4的公式測試看看。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      非常感谢您的回复,我将采纳您的建议进行计算。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      在采纳了您的建议后,我取得了良好的实验结果。不过对于之前您所给的一条计算建议,我一直找不到理论基础,所以想问下您这部分推导的具体理论基础是什么?下面是您之前给出的计算建议: 关于您所给的入射光功率和出射光功率的计算,我查阅了许多文献,但始终找不到详细的计算推导及说明,我也尝试了推导,但始终没得到与您相一致的结果,所以您可以对这部分在进行详细说明嘛(我想知道为什么入射光功率和出射光功率那样计算☺️☺️☺️☺️)?或者是否可以提供相关参考文献?感谢您一直以来的认真帮助,非常期待您的再一次回复。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      其實前面有跟您提到一點。
      impedance的部分可以參考維基百科的說明。
      https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_impedance

    • tsinghuaby
      Subscriber
      非常感谢您的回复,我将根据您的建议做进一步研究。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      在参考了您的建议和相关资料后,我对转换效率进行了进一步推导,最终推导出的结果与您所给的结果有所出入,具体情况如下: 如果SiO2的磁导率为1,那么我们所得的结论一致,但SiO2的磁导率应该不为1,您认为呢?是不是我在推导的过程中存在理论错误呢?期待您的再一次回复与解答。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      请问您有什么新的想法跟建议嘛?期待您的分享与回答。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      就我的理解非磁性的材料,相對磁導率應該不會差異太大。(所以空氣和玻璃的相對磁導率會相消)
      您可以找一下相關的資料再確認一下。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      感谢您的回答,我再参考参考相关资料。
    • HalimBishoy
      Subscriber
      Can I ask about script code to enable me to plot efficiency Versus Wavelength range please in the metalens design?
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      Hi
      For metalens design, I think this page is a good start point for you.
      If you already have the efficiency data (1D. a function of wavelength), you could just apply the "plot" command to plot the result.
      Thanks
    • HalimBishoy
      Subscriber
      hi cchen could you send me the script to plot efficiency to apply it on the website example you sent it?
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      Hi
      Due to our policy, we are not allowed to send a file here.
      By the way, since the forum here is mainly using Chinese, I'd like to suggest you open another post in this forum. You could elaborate more about how you got the efficiency. This could help us know how to help you plot the result. My colleague or I could reply you in English there.
      Thanks
    • tsinghuaby
      Subscriber
      @cchen 您好,根据您供的计算交叉偏振转换效率的建议,我又仿真验证了其它相关超表面结构,但结果均存在数值偏大且目标波长发生红移的现象,所以我认为我们采用的计算方式仍存在问题。仔细考虑后,我认为存在的原因可能有: 下图是您之前给出的参考建议: 从您的推导过程来看,您在计算入射光功率或者出射光功率时,均未考虑超表面这一项带来的影响;事实上,光在传播过程中,先后经过了基板和超表面,基板和超表面均存在波阻抗。 下图是我根据您的建议进行的详细推导以及您的相关回复,在我推导得出与您相对应的结果过程中,我发现我们至始至终都没有考虑超表面波阻抗这一项的影响,我认为这是不正确的。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      我認為計算的過程不用考慮微結構本身的波阻抗。
      您提到基板的影響,其實當我們考慮光從基板進入,考慮n_substrate就是考慮基本的波阻抗了。
      另一方面,超表面對入射光的影響會體現在穿透光的電場,也就是ER和EL,因此不能說沒考慮到超表面的影響。
      最後,如您所提,我們計算的是功率的轉換,也就是輸入變成多少輸出。
      因為輸出光有投影到遠場,所以肯定是以輸出光所在的介質,也就是空氣去考慮的。
      如果硬要在公式中添加微結構介質,反而有點奇怪。

      因此,我還是懷疑材料參數的選擇,這對超表面是決定性的參數。
      (一如前面您提到您的測試結果,您改用材料之後就有比較接近的結果。)
      建議您可以改變一下材料的選擇,看結果是否有比較好一點。

    • tsinghuaby
      Subscriber
      @cchen 非常感谢您的回复,我将根据您的建议进一步验证。 这里,我想跟您讨论另一种计算方式,您看您有什么好的建议与看法嘛? T.Gn是通过超表面的总功率P相对于光源入射光功率SP归一化的结果
      T.Gn = P/SP 
      
      所以我们可以将入射光功率表示为:
      SP = P/T.Gn
      
      而我们要计算的交叉偏振转换效率为:
      effective = P_R/SP
      
      即:effective = T.Gn*P_R/P
      
      而功率与能量成正比关系:
      effective = T.Gn*E_R/E_total  # E_total表示透过的总能量
      
      这里,我对右旋圆偏振光的能量与透过部分总能量的计算存在疑问?我采用的表示方法如下,我发现利用这种方法计算出的 结果与利用您所给的建议计算出的结果曲线相似,但整体值要偏小一点。
      effect = T.T_Gn*(abs(ER)^2)/((abs(ER)^2)+abs(EL)^2); 
      
      您觉得这种计算方式怎么样呢?它是否存在逻辑上的错误?如果正确的话,我们怎样表示右旋圆偏振光和透过部分的总能量才更合适呢? 期待您的答复与建议!
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      是這樣的,我覺得問題還是取決於文獻的定義。像你這邊看的是某極化佔出射光的比例,而我們前面的推導是立基於和輸入光的比值。
      之前您照我們的討論能做出和文獻差不多的圖。但現在同樣的算法又不能用在別的結構。
      我覺得還是要比較一下,材料是否一致,公式是否也相同。




    • tsinghuaby
      Subscriber
      @cchen 非常感谢您的回复! 关于您之前提出得计算方式,在别的结构上也是可以得出结果的,不过同样也是存在数值偏大和目标波长红移的现象。接下来我会调整材料参数进一步验证的。 对于早上您所回复的一则信息中,我存在一些疑问。按照您的思路,如果我将光源移动到基板底部入射(如下图所示),入射光的入射介质变为了空气,此时对于入射光功率的计算是否不需要考虑基板的影响了?此时,出射光依然是光经过基板和超表面作用后的结果。 对于我走上提出的那种计算方案,实际上就是根据定义出发的,计算的也是出射光功率和入射光功率之比,只是采用了一些转化的思想,您可以再详细看一下。只是我不知道如何正确的得出右旋光的总能量和透过部分的总能量,希望您可以给出计算这两部分能量的计算公式。 期待您的答复与建议!
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      是的 如果您的模型那樣設置,就不用考慮基板,但基板還是對最後結果有貢獻。
      如果您想看右旋光的總功率,我記得之前您自己的推導中也有計算出來了。應該不需要再討論這個部分。總能量我猜可以用左旋加右旋。

    • tsinghuaby
      Subscriber
      @cchen 非常感谢您的回复。 我更改了模型设置进行了重新计算,模型配置如下: 计算转换效率的方式为:effect = (abs(ER)^2)/2,得到的曲线如下图所示,我发现计算结果与我们之前所得结果是相似的,但是曲线振荡的更加厉害且仿真收敛的速度变慢,这是为啥呢? 这是时间监视器的结果,从时间监视器呈现的结果来看,可以判断计算是收敛的。 我们之前计算的结果如下: 此外,我采用FDTD自带的计算光源光功率的脚本命令计算了下光源的光功率,结果如下图所示,我发现光源功率是变换的, 我感到非常奇怪;而我们在计算转换效率的过程中(effect = (abs(ER)^2)/2或者effect = (abs(ER)^2)/n_substrate/2),显然光源功率都是相同的,这会不会是误差来源呢? 最后,我存在的一点疑问是,正如您之前回复的:S21得到的结果是Es/Ei或Ep/Ei, 我们进行坐标转化后将其变成ER/Ei或EL/Ei。而在计算时,我们直接用(abs(ER)^2)来表示出射右旋光的能量是不是不合适,(abs(ER)^2)此时不是等于 ((Ep)^2 + (Es)^2)/2吗(感觉这里有对能量归化的含义存在)? 期待您的答复与建议!希望我们可以早日解决这个问题,实在太麻烦您了!☺️☺️☺️
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      1.我覺得震盪是可能的。這是因為基板內會有一些干涉波形成,形成薄膜干涉的效應,造成穿透和反射都會震盪。
      2.確實,透過分析組得到的Er和El是ER/Ei或EL/Ei,因此我們前面的計算有點歸一化的味道,意即假設入射光震幅都是1。但實際上FDTD是採用脈衝輸入,所以不可能每個波長成分都一樣,也因此你用sourcepower會得到一個隨波長變化的線。我覺得這邊不應該搭配sourcepower,這會讓問題牽涉到FDTD的歸一化問題,處理上更複雜。
      3.根據前面的公式,Er=(Ep+i*Es)/sqrt(2), abs(ER)^2不會等於 ((Ep)^2 + (Es)^2)/2。
    • tsinghuaby
      Subscriber
      @cchen 非常感谢您的回复。 所以您认为现在采用哪种方式计算才更合理呢?或者有什么更好的方式来帮助我们更进一步实现或接近文献中的结果呢? 文献中结果如下(我们现在计算的结果为红色曲线): 而且文献中作者也有提到他们使用的计算工具就是FDTD(我用黄色进行了标注);我将这篇文献附在了后方,您可以简单看下。 期待您的答复与建议!我真的需要您的帮助!😞😞😞😞
    • tsinghuaby
      Subscriber
      不好意思,这个是参考文献。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      我大略看了一下您的文獻。首先,文獻並沒有提供詳細的折射率資料,這點也是之前我很懷疑的。
      此外,文獻圖形看起來比較少震盪,但其實我們也不確定作者是如何後處理他的數據。
      因為透過前面的討論,我覺得我們已經完成大多數的理論推導了,所以我這邊也很難再給出不一樣的意見。
      前面也提到,使用的公式和材料影響很大,而這些文獻都沒有完全提到,所以如果真的想要百分之百重現,會不會需要直接和原作者聯絡呢?

    • tsinghuaby
      Subscriber
      @cchen 非常感谢您一直以来的回复与帮助!
    • tsinghuaby
      Subscriber

      您好,我按照您给的所有建议,对仿真文件进行了正确配置,但所计算结果仍然存在问题,具体情况如下:

      这是将超表面结构disable掉计算得到的入射左旋圆偏振光的强度曲线:

      这是启用超表面结构后计算得到的出射右旋旋圆偏振光的强度曲线(能量强度超过了1,我所使用的超表面材料为二氧化钛,原理上将不会对电场有增强作用啊,我记得只有金属超表面结构才会有增强电场作用):

      最终,我算出的交叉偏振转化效率曲线为:


      转换效率的计算方式为:effect = abs(ER2)^2/abs(EL1)^2;论文中给出的交叉偏振转化效率定义为:Simulated polarization conversion efficiency as a function of wavelength.

      This efficiency is defined as the fraction of the incident circularly polarized optical power that is converted to transmitted optical power with opposite helicity. 我认为我计算的方式是正确的。

      但真实的结果应该如下图中红色曲线所示:

      所以,我想请问您是不是我的仿真过程仍然存在错误呢?非常期待您的解答。

    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      基板厚度會有不同影響是有可能的,原因是前面提到的基板內會有一些來回的反射,如果這些反射滿足干涉條件(薄膜干涉),也就會有震盪。如果不滿足干涉條件,震盪也會比較小。因為干涉和波長關係很大,我覺得左移右移是有可能發生的。
      我回頭在看了一下您的文獻,裡面也沒提到基板厚度。
      一個比較可行的做法是採取您現在的做法,掃描一下基板厚度,看怎樣的曲線比較適合。
      我粗看了一下官網範例,裡面並沒有提到基板厚度,實際模擬也是沒考慮厚度的。
      我覺得你可以稍微掃一下厚度,看結果是否有幫助。

    • 1766756937
      Subscriber
      你好,我也在求用S分析组来求圆偏振光的转效率,我按照您的设置,设置两个先偏振光来表示圆偏振光,为相差和计划角度为90,可是我在测不经过超表面,测得的强度接近于零,这是怎么回事呀
    • 1766756937
      Subscriber
      这是经过超表面的,

    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      @wyf 幾點確認 如果左旋和右旋定義如下,ER和EL轉換式子才是你使用的那樣。 可以先確認一下,您的入射光是不是左旋,即光源1的x方向相位0,光源2的y方向相位90。 如果還是有問題,建議和官網的範例比對一下設定。 您可以參考圓偏振的設定方式以及超表面範例。 從超表面範例的檔案出發,把結構disable掉。 如之前的回覆,我試著用官網範例出發,添加圓偏光,修改邊界條件,調整波長,然後跑一次沒有結構的狀況。 結果EL是都接近於1的。
    • 1766756937
      Subscriber
      谢谢您的解答,我弄出来点了,出来的结果在500-600nm有突然下降的趋势,是什莫原因导致的呀,是正常现象嘛?
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      可以把結果貼給我們看一下嗎?
      另外,這是不考慮超表面結構的,對不對?
    • 1766756937
      Subscriber
      您好,不好意思,我好像没有说清楚,我刚开始从S分析组出发,遇到点困难,没有进行下去,我改成了从电场强度出发。
      一条是左旋转右旋的,另一条是右旋转左旋的。谢谢您的回复!
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      還是建議從s分析組出發。直接抓監視器的結果是近場結果,如果你監視器位置不同,結果會不一樣。
      您先確認一下我前面提到的,檢查一下,沒有結構的結果是否合理。
    • 1766756937
      Subscriber
      好的,感谢您的回复。我检查一下S分析组的
    • 1766756937
      Subscriber
      您好,我按照您给的,改了一下,我的S分析组里有一个光源,振幅设置为0,然后另外添加两个光源,和成一个圆偏振光, 我的设置:计划角度相差90度,相位相差90度。结构应该没啥问题了把,就是脚本不知道怎么写
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      一步步來吧。
      您先看貼文最前面的腳本。
      另外,先看沒有結構的,先確保設定正確
    • 1766756937
      Subscriber
      谢谢你的提醒。
      这是我不经过超表面的测试结果,和前面帖子相比非常小,是监视器位置的原因吗 。脚本也是借鉴的前面帖子的。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您可以先試著把光源放在同一個地方嗎?
      您現在兩個光源的位置不同,這可能會造成問題,討論串前面的answer也有提到怎麼樣把光源位置設為一樣。

    • 1766756937
      Subscriber
      您好,非常感谢您的帮助,已经不小了。还有一个问题,不经过超表面是否只是把基地屏蔽掉,薄膜不用屏蔽掉的 ,
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      先全部都屏蔽掉
    • 1766756937
      Subscriber
      全部屏蔽掉的话,又变 的非常小了。入射左旋的话是不是得把另一个光源屏蔽掉呀。我两个光源都没有动,一个S分析组,又添加一个新的光源(相位-90,极化角度90)。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      我看了一下你前面的設定。
      你現在的狀況是 名字是x的光源,相位-90極化角度是90。如此相當於是y極化。
      您分析組內是p極化嗎?(相位0極化角度0)
      這樣子相當於是y落後90度,這會是R極化。
      如果是這樣,那應該是ER的絕對值平方很大。不是EL。
    • 1766756937
      Subscriber
      对对对,您说的对的,我分析组内是p极化,我名字的设定出了问题. 我看的ER的绝对值平方,但是也是特别小
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      一個小問題,您是要看反射還是穿透呢? 如果看穿透,應該要用S21_pol (光從_z打到+z),或S12_pol(光從+z打到-z)
    • 1766756937
      Subscriber
      谢谢您的回答。我要看透射的,我改成了S12,但是也很小,

    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      那建議您和官網的範例比對一下設定。 您可以參考圓偏振的設定方式以及超表面範例。 從官網範例的檔案出發,把結構disable掉。 如之前的回覆,我試著用官網範例出發,添加圓偏光,修改邊界條件,調整波長,然後跑一次沒有結構的狀況。 結果EL是都接近於1的。
    • 1766756937
      Subscriber
      您好,我之前就是想跟着案例走,但是我打不开超表面案例,网页打不开,。
    • 1766756937
      Subscriber
      您好。我看的EL的显示是接近一的,但是ER很小,
    • 1766756937
      Subscriber
      您好,我按照您给的,改了一下,我的S分析组里有一个光源,振幅设置为0,然后另外添加两个光源,和成一个圆偏振光, 我的设置:计划角度相差90度,相位相差90度。结构应该没啥问题了把,就是脚本不知道怎么写
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      我整理一下,目前看起來在沒有結構的模型內,已經可以得到合理的結果了。
      補充一下,您看到是EL才是1(左旋),這是因為光是往-z打,如果光往+z打,y相位-90,x相位0會是右旋)
      腳本的話,我之前提過,可以參考這個帖子前面的討論。
      差別是,如果光從-z打到+z應該要用S21_pol ,光從+z打到-z要用S12_pol。

    • 1766756937
      Subscriber
      您好,非常感谢您一直以来对我的帮助!谢谢您!我目前仿真出来的不经过超表面的EL和经过超表面的ER,结果如上面两个图。最后计算转换效率的脚本,我的光是从+z打向-z的,所以我的是右炫光,就是右炫光的能量除以总的能量,有一个问题就是写转换效率的脚本是怎么调用前面仿真出来的ER,因为我刚接触脚本,所以有的点不明白。感谢您的回复。😊
    • 1766756937
      Subscriber

    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      問題應該是出在你還不清楚左旋右旋的定義。 可以參考以下的定義 這邊要注意,這只是其中一種定義方式,文獻看到時,還是要推敲一下文獻的定義。
    • 1766756937
      Subscriber
      您好,非常谢谢您的解答。我已经修改了您前面给的建议,我的两个光的相位角度出了问题,我已经做了修改。不经过超表面的我要看的应该是ER,并且结果在1左右。应该是没有问题的。文献中没有转换效率的相关定义,只有结果图。所以对转换效率有点生疏,看了您之前的帖子,我也明白了点转换效率的定义,就是计算转换效率的完整脚本还有点问题.
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      轉換效率要看您文獻是怎麼定義的。
      我們前面腳本算出來的是,光通過超表面之後,左旋和右旋的分量。
    • 1766756937
      Subscriber
      谢谢您的解答!非常感谢您对我的一直以来的帮助。文献中没有提转换效率是怎么定义的,我可不可按照您之前的帖子中的定义方法来计算。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您可以使用自己的定義,但這樣有可能會和文獻結果不一樣,這部分您自己要思考下。
    • 1766756937
      Subscriber
      非常感谢您的解答。我已经知道下一步怎么做了。还有最后一个疑问,就是脚本的编写问题。怎么来调用前面计算出来的结果,从新写一个脚本来计算转换效率。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      我的理解是應該不用新的腳本。
      你可以接在原本的腳本後,自己添加幾行。
      比方說|ER|^2/入射光強度之類的。
    • 1766756937
      Subscriber
      你好,我好像有点懵,我认为的是右炫光从+z打到-z不经过超表面出来的是右炫光的能量abs(ER)²,经过超表面后出来的是右旋左旋分量,转换效率为 右炫光的能量/总的能量。我不知道我这样的的理解对不对。我如果这样做的话,就要用到两个脚本的结果,所以我想的是从新写一个,调用结果在计算效率。
    • Chih-Hao Chen
      Ansys Employee
      您好
      有關不經過超表面的部分,是為了讓你先看一下模擬設定是否有錯。
      實際再算的時候,我覺得不需要再額外跑這個模擬。也就沒有重寫一個調用前面結果的必要。
      因為光在空氣中前進,振幅理應不會改變。

    • 1766756937
      Subscriber
      嗷嗷,非常感谢您的解答,我一直以来都是我想错了。我再试着改一改!感谢您一直以来的帮助,非常感谢
Viewing 87 reply threads
  • You must be logged in to reply to this topic.