طراحی فیلتر نوری با تنظیم سیستماتیک عرض لایه: بخش B
در این بخش B از آموزش، اسکن خودکار عرض فیلترها را بررسی خواهیم کرد. این کار به شما امکان میدهد فیلترها را طراحی کنید، آنها را بهصورت خودکار اسکن کنید، و مطالعه کنید که ساختار فیلتر چگونه هم بر عبور و هم بر بازتاب اثر میگذارد. با اجرای اسکنهای سیستماتیک، میتوانید بهسرعت یک دید کلی از بسیاری از طراحیهای مختلف فیلتر تولید کنید و موردی را انتخاب کنید که بهترین تطابق را با کاربرد شما دارد.
اسکن عرض فیلترها
به ریبون Automation در پنجره اصلی بروید و روی Parameter Scan کلیک کنید (نگاه کنید به ??). پنجره Parameter scan باز خواهد شد، و باید از قبل یک ورودی اسکن جدید با نام new وجود داشته باشد. روی این ورودی دوبار کلیک کنید تا پنجره تنظیم اسکن ظاهر شود (نگاه کنید به ??). در نهایت، برای شروع محاسبه روی Run scan کلیک کنید. اسکن ممکن است بسته به تعداد مقادیر پارامتری که انتخاب کردهاید، اندکی زمان ببرد تا کامل شود.
با کلیک روی Run scan، برنامه کوچک نشاندادهشده در ?? را اجرا کردید. این برنامه را بعداً توضیح خواهیم داد، اما در اصل ضخامت لایه با بیشترین ضریب شکست را روی مجموعهای از مقادیر تغییر میدهد. زبانه Output را در پنجره Parameter Scan باز کنید (نگاه کنید به ??): چهار پوشه خواهید دید—هر کدام متناظر با یکی از ضخامتهای اسکنشده است. هر پوشه شامل یک شبیهسازی کامل با فایلهای معمول است، با این تفاوت که فقط ضخامت آن لایه فرق میکند.
در ریشه پوشه اسکن، آیکونهای ویژه “چند-منحنی” نیز خواهید یافت
(فایلهای CSV با نماد چند-خطی).
اینها منحنیهای متناظر از تمام زیر-شبیهسازیها را تجمیع میکنند.
روی optical_output دوبار کلیک کنید تا باز شود
(نگاه کنید به ??);
reflect.csv و transmit.csv را خواهید دید.
باز کردن reflect.csv بازتابندگیِ همه ضخامتهای اسکنشده را روی یک نمودار رسم میکند، همانطور که در
?? نشان داده شده است.
reflect.csv و transmit.csv.
درک برنامه پنجره parameter scan
اگر دوباره به
?? نگاه کنید،
خواهید دید که پنج ردیف فهرست شده است. هر ردیف یک
پارامتر برای اسکن را مشخص میکند. در این مثال، پارامتر ضخامت
(dy) لایههای مشخصی در پشته epitaxy است. ورودیها عبارتاند از
epitaxy.layer0.dy، epitaxy.layer2.dy،
epitaxy.layer4.dy، epitaxy.layer6.dy،
و epitaxy.layer8.dy. این ردیفها متناظر با
لایههای با ضریب شکست بالا در ساختار دستگاه هستند.
در خط اول میتوانید فهرستی از مقادیر ضخامت را ببینید:
1.0e-7، 2e-7، 4e-7، 8e-7.
اینها مقادیری هستند که اسکن به layer0 اختصاص خواهد داد.
عملگر این ردیف روی scan تنظیم شده است، که به این معناست که برنامه
ضخامت layer0 را بهصورت سیستماتیک در میان این مقادیر مشخص تغییر خواهد داد.
برای لایههای دیگر
(layer2، layer4،
layer6، و layer8)، عملگر به
epitaxy.layer0.dy پیوند داده شده است. در ستون مقادیر این مورد بهصورت
duplicate ظاهر میشود. این کار به برنامه دستور میدهد هر مقداری را که در حال حاضر برای
layer0 تنظیم شده است کپی کرده و آن را به دیگر لایههای با شاخص بالا اعمال کند.
در عمل، هر زمان که layer0 تغییر کند، دیگر لایههای با شاخص بالا نیز بهطور خودکار
به همان ضخامت بهروزرسانی میشوند.
بهطور خلاصه، این برنامه مجموعهای از مقادیر ضخامت را برای یک لایه با شاخص بالا اسکن میکند و سپس آن ضخامت را در سراسر همه لایههای دیگر با شاخص بالا در پشته تکرار میکند. حلگر برای هر حالت اجرا میشود و به شما امکان میدهد بررسی کنید عملکرد فیلتر چگونه بهعنوان تابعی از ضخامت لایه تغییر میکند.
خلاصه
در این بخش از آموزش آموختید چگونه طراحی فیلتر نوری را با استفاده از parameter scanها خودکار کنید. شما ضخامت لایهها را بهصورت سیستماتیک تغییر دادید، پارامترها را در چندین لایه تکرار کردید، و بررسی کردید که این تغییرات چگونه بر عبور و بازتاب اثر میگذارند. با این ابزارها، اکنون میتوانید بهسرعت تعداد زیادی طراحی فیلتر ممکن را ارزیابی کنید و ساختارهایی را شناسایی کنید که بهترین تناسب را با کاربرد شما دارند.