Emission Angle과 Viewing Angle에 대해서 질문합니다!

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구조를 5도씩 돌리면서 각 각도마다의 정면의 값들을 추출해 각 emission angle의 intensity를 확인하고 있습니다. 구조를 5도씩 돌려서 정면(far_field 분석의 0도에서의 값) intensity값을 추출해 봤을때 스펙트럼의 경향과, 구조를 안돌린상태 ( “structure Group” rotation 1 = 0 ) 에서의 스펙트럼 경향이 거의 비슷한 것을 확인할 수 있었습니다.
at rotation angle 0
구조를 돌리지 않았을때의 스펙트럼(rotate = 0) ( -90 ~ 90 theta )___Picture[1]
at per 5 degree rotation spectrum
구조를 5도씩 돌렸을때 각 각도의 정면 intensity를 추출한 스펙트럼( 0 ~ 85 theta)____Picture[2]

첨부한 두 그림을 보면(0~85 theta)광량차이가 심하게 나는것을 확인할 수 있습니다.

  1. Far_field_change_index의 결과 viewing angle이 의미하는바가 emission angle과 같다고 보는데, 그렇다면 구조를 직접 5도씩 돌려서 스펙트럼을 추출하는것과(Picture[1]) 돌리지 않은상태에서 스펙트럼이(Picture[2]) 같아야 한다고 생각하는데 왜 다른건가요??

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  1. 보시는 거와 같이 광량차이가 나는이유가 거리차이라고 생각이 듭니다(OLED부터의 파란색 점까지). 광량차이가 나는이유가 분석 필드까지의 거리때문이라면, 하나의 다이폴기준(in EML)에서 분석필드까지의 모든 측정 시야각마다 거리를 같게 조정할 수 있는 방법이있을까요?( 예를들면 far_field를 프림즘같이 둥글게 만들거나) far_field의 분석 스크립을 조정해야하거나(?) 조언을 구합니다.

  2. https://support.lumerical.com/hc/en-us/articles/360034410074-farfield2d-Script-command farfiled2D에 관한 자료인데, 첫번째 문단에서 “Projects a given power or field profile monitor or a rectilinear dataset to the far field to a 1 meter radius semi-circle. The electric field intensity |E| 2 is returned.” 라고 적혔있습니다. 여기서 far_field의 반경 1m반원으로 투영한다는 의미를 이해가안되서… 좀 더 자세히 설명해주실 수 있을까요?

Q1. 구조를 직접 5도씩 돌려서 스펙트럼을 추출하는것과(Picture[1]) 돌리지 않은상태에서 스펙트럼이(Picture[2]) 같아야 한다고 생각하는데 왜 다른건가요??
A1. Farfield 는 nearfield monitor 의 field 를 projection 해주게 됩니다. 만약, nearfield monitor 가 충분히 크지 않아서 propagating 해가는 field 를 모두 capture 하지 않으면 계산된 farfield 는 정확도가 떨어지게 됩니다. 지금과 같이 다소 작은 x-span 을 가진 1D linear monitor 를 두 시뮬레이션에 동일하게 사용한다면, 회전한 것과 하지 않은 것의 monitor 가 capture 하는 nearfield 의 profile 자체가 달라지며, 이로 인해 project 된 farfield 도 차이가 날 수밖에 없습니다. 사방으로 진행하는 nearfield 를 잘 capture 해주기 위해서는 Mie scattering 에서처럼 box 형태로 구조물을 감싸주고, 각각의 monitor 로부터의 farfield 를 coherent 하게 더해주면 됩니다.
그런데, 지금의 시뮬레이션에서는 farfield index change 라는 analysis group 을 사용하고 있는데, 이 개체의 script 가 multiple monitor 를 사용했을 때와 compatible 한지는 좀 더 살펴보아야 알 수 있을 것 같습니다.

Q2. 보시는 거와 같이 광량차이가 나는이유가 거리차이라고 생각이 듭니다(OLED부터의 파란색 점까지). 광량차이가 나는이유가 분석 필드까지의 거리때문이라면, 하나의 다이폴기준(in EML)에서 분석필드까지의 모든 측정 시야각마다 거리를 같게 조정할 수 있는 방법이있을까요?
A2. 다양한 Farfield projection 명령어 중 farfield3d와 farfield2d 는 시뮬레이션의 원점으로부터 1 m 떨어진 반구상에서의 field 를 계산해줍니다. 1m 가 아닌 거리에서의 field 로 scaling 을 하는 과정과 유의점은 다음의 페이지를 참고하시기 바랍니다.


하지만, 위의 두 경우 차이가 나는 것은 nearfield monitor 와의 거리보다는 두 경우 capture 하는 nearfield 가 달라지기 때문입니다. 예를 들어, 두 monitor 의 x-span 이 infinite 하다면 구조물로부터 monitor 간의 거리에 관계없이 두 monitor 는 모든 nearfield 를 capture 하게 되며, 이들로부터 계산된 farfield 는 동일하게 됩니다.

Q3. far_field의 반경 1m반원으로 투영한다는 의미를 이해가안되서… 좀 더 자세히 설명해주실 수 있을까요?
A3. 이는 설명된 그대로입니다. 시뮬레이션영역의 원점으로부터 반경 1 m 인 구(2D 시뮬레이션의 경우에는 원)를 생각할 수 있고, 이 구(원)의 반구(반원)상에서의 field 를 계산하게 되는 것입니다. 다만, 언급하신 페이지에서는 ‘원점으로부터’ 라는 설명이 없는데, 이는 페이지를 업데이트하도록 하겠습니다.

원하는 방향으로 접근하는데 많은 도움이 됐습니다. 감사합니다.
다른방안으로 Curved_monitor를 사용해보려고 하는데 질문이있습니다.

pratice_3.fsp (734.4 KB)

  1. 첫부된 fsp파일에서 curved_monitor의 Analysis script 입니다.
    script
    여기서 E2가 intensity를 지칭하는지, E^2를 지칭하는지 궁금합니다.

  2. https://support.lumerical.com/hc/en-us/articles/360034395134-Creating-curved-and-angled-monitors 이 글에 의하면 각 point(index)지점마다 electric field intensity를 얻을수 있다고 표현이 되어있던데, 그렇다면 첫 질문글에 첨부된 (picture1 or 2) 사진과 같은(y축) 값을(정면에서 약 3.6e^-6)가져야 하는데 첨부된 fsp파일에서 보시다시피 intensity 결과값이 다릅니다. 그 이유를 알고싶습니다.

Q1. E2가 intensity를 지칭하는지, E^2를 지칭하는지 궁금합니다
A1. E2 는 intensity (|E|^2) 을 가리킵니다.

Q2. 첫 질문글에 첨부된 (picture1 or 2) 사진과 같은(y축) 값을(정면에서 약 3.6e^-6)가져야 하는데 첨부된 fsp파일에서 보시다시피 intensity 결과값이 다릅니다. 그 이유를 알고싶습니다.
A2. 첫 게시물의 picture 1, 2 는 모두 farfield projection 을 한 것으로 1 m 반구상에서 |E|^2 의 angular profile 입니다. curved monitor group 을 이용한 것은 구조물 근방에서 near field 를 구한 것으로 이둘의 scale 이 다른 것은 당연하며, angular profile 의 모양자체도 curved monitor 지점에서 field 가 planewave 처럼 propagate 해 가지 않는다면 다를 수 있습니다. 구조물에서 멀어질수록 field 가 planewave 에 가깝게 진행이 될 것이며, 이 때부터 farfield 영역으로 간주할 수 있습니다.
아울러, 1 m 반구상이 아닌 지점에서의 farfield 를 구할 때 scaling 을 해주는 절차는 이미 위에서 그 링크를 알려드렸습니다. 두 번째 질문에 대한 답도 거기에서 찾을 수 있습니다.

Adjusting the projection distance in far field projections