Far field image 관련 문의

안녕하세요.
저는 Focusing grating coupler (FGC) 의 설계를 위해 fdtd 를 사용하고 있습니다.
제가 설계한 구조는 SOI 위에 WG-Taper-FGC 들이 배치되어있습니다.
현재 WG 에 Mode source 를 위치시켜 FGC 를 통해 나아가는 빛의 Diffraction angle 을 보고자 함에 있어 문의를 드리고 싶습니다.

현재 상황을 요약하자면,

  1. 빛은 x 축 방향으로 진행하고 있고, FGC 를 통해서 -x 축 방향으로 회절시켜 보내려고 합니다.

  2. Near field 에서의 Diffraction 은 cross-section 하게 설치된 monitor 의 Ey field 분포를 통해서 확인
    하였고, 각도 또한 보였습니다.
    FGC_question_fig_1

  3. Far field projection 을 이용하면 빛이 진행되어 나아갈때 Diffraction angle 을 더욱 명확하게 살펴볼 수 있을것이라 추측을 하고 있습니다.

  4. FGC 영역 위에 2D-z 방향으로 monitor 를 설치하여 far field 를 보았는데 해석에 어려움이 있습니다.

관련 ref 로서 https://apps.lumerical.com/diffraction-grating-fdtd.html 을 참고하였는데, 이에 따르면 저의 simulation 결과가 (-1,0) order 로서 -20도 의 각도를 가지며 빛이 진행한다고 해석을 할 수 있는건가요? 더불어 각 축의 의미가 어떻게 되는건가요?

첨부된 simulation 파일과 이미지를 참고 부탁드립니다.

감사합니다.

PT_MOD_FGC_10_200220_question.fsp (3.2 MB)

ux, uy 는 directional unit vector 로서 다음의 페이지에 상세한 정보가 나와 있습니다.


그림에서 -20도를 중심으로 spot 이 퍼져있는데, grating 이 무한한 주기로 있을 경우에는 farfield 에서 하나의 점으로 나타나지만, 유한한 주기의 경우에는 diffract 되는 빛의 wavevector 가 spread 되므로 퍼져있는 경향을 보입니다.