FDTD 시뮬레이션을 통해 반사율과 absorbed power, electric field intensity를 구하고 싶습니다

시뮬레이션을 할때 문제가 생겨 문의 드립니다.

첨부드린 하단의 논문(ACS Appl. Nano Mater. 2020, 3, 2978−2986) 중

2981페이지에 있는 Figure 3의 구조인
Ag(20 nm)/SiO2(95 nm)/ Ag (100 nm)/Si substrate를 제작하고 싶어 FDTD를 사용하였는데,

반사도의 경우 매칭이 된 것을 확인하였지만,
특정 파장의 흡수에서의 electric field intensity, absorbed power를 구할 수 없어
질문을 드리게 되었습니다.
아마도, 전체 파장에 대한 absorbed power를 얻은 것 같은데,
하단의 시뮬레이션을 진행하였던 파일을 첨부하였습니다.

ACS nanomaterials_J.kim et al.pdf (4.9 MB)

Ag-SiO2-Ag.fsp (445.1 KB)

ACS nanomaterials_J.kim et al.pdf (4.9 MB) Ag_SiO2_Ag.fsp (442.5 KB)

혹시 계산이 가능하다면 stackrthttps://support.lumerical.com/hc/en-us/articles/360034406254파일을 공유해주실수 있으실지요?

첨부한 시뮬레이션 파일에서 x-방향으 planewave 를 입사하면서 y-방향으로는 pml boundary 를 사용했는데, 이는 잘못된 설정입니다.

수정한 파일(Ag_SiO2_Ag_R1.fsp )을 open 하고 첨부한 스크립트(Ag_SiO2_Ag_R1.lsf (1.3 KB) )를 실행하면 다음과 같은 결과를 얻습니다.

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논문의 결과에 가까운 결과를 얻기 위해서는 논문에서 사용한 material model 을 시뮬레이션에도 제대로 반영하고, 시뮬레이션의 다양한 설정에 대해 convergence test 를 진행하시기 바랍니다.

보내주신 스크립트 파일을 이용하여 데이터를 구할수 있었습니다. 감사합니다.
수정한 파일을 이용하여 반사도와 absorbed power를 첨부드린 이미지와 같이 유사한 데이터를 얻을 수 있었습니다.

하지만 아직 스크립트 파일 이외에 FDTD시뮬레이션을 이용하여 E-field profile과 E-Field intensity를 구하는 방법을 이해하지 못하여 다시 질문을 드리게 되었습니다.
첨부드린 디자인에서 E-field intensity를 구하는 방법을 알고싶습니다.Ag-SiO2-Ag(s).fsp (1.4 MB)

가능하다면 다시 반사도, E-field intensity, absorbed power를 알 수있는 스크립트 파일을 받을 수 있을지요?
추가적으로 각 층에서 발생하는 net phase shift 에 관한 계산도 가능할지 여쭤보고 싶습니다.

시간을 내어주셔서 감사합니다.

Q1. 하지만 아직 스크립트 파일 이외에 FDTD시뮬레이션을 이용하여 E-field profile과 E-Field intensity를 구하는 방법을 이해하지 못하여 다시 질문을 드리게 되었습니다.
첨부드린 디자인에서 E-field intensity를 구하는 방법을 알고싶습니다.Ag-SiO2-Ag(s).fsp (1.4 MB) 가능하다면 다시 반사도, E-field intensity, absorbed power를 알 수있는 스크립트 파일을 받을 수 있을지요?
A1. 보내드린 스크립트에 이미 R, E-field intensity, absorbed power 를 구하는 스립트를 제공하였습니다. 이 스크립트의 syntax 나 사용방법 자체가 이해가 되지 않는다면, 개별 명령어를 다음의 페이지에서 찾아보고 파악을 하시기를 권합니다.


Q2. 추가적으로 각 층에서 발생하는 net phase shift 에 관한 계산도 가능할지 여쭤보고 싶습니다.
A2. Field 의 phase 정보는 첨부스크립트의 ‘E’ dataset 으로부터 다음과 같이 구할 수 있습니다. 역시 여기에 나오는 명령어들도 직접 찾아보고 활용법을 파악하고 원하는대로 수정하시기를 권합니다.

target_wavelength = 455e-9;
E = getresult(“E-field”,“E”); # ‘E’ dataset, contains E, x/y/z, f data
f = E.f;
fi = find(f,c/target_wavelength);
y = E.y;
Ex = E.Ex; # ‘Ex’ element from ‘E’ dataset (dimension is nx,ny,nz,nf,3(Ex,Ey,Ez)
Ex = pinch(Ex,4,fi); # field at target wavelength
Ex = pinch(Ex); # remove singletons in x and z directions

plot(y*1e9,unwrap(angle(Ex)),“y (nm)”,“Phase (rad)”,"",“linewidth=2”); legend("");

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아울러, FDTD 시뮬레이션에 익숙하지 않아 기본적인 내용들을 배우고 싶다면 FDTD100 course 를 활용하거나 관련 video 들을 참고하시기 바랍니다.

특별히, FDTD 의 데이타 format 이나 결과 추출에 관련한 것은 다음의 링크가 도움이 되리라 생각합니다.
Accessing and Visualizing Simulation Results - Accessing Simulation Results

이와는 별개로, 새로 첨부하신 파일에서 첫 reply 에서 언급한 pml 관련 설정이 여전히 잘못되어 있는 것을 볼 수 있는데, 이를 수정하지 않으면 정확한 시뮬레이션 결과를 기대할 수 없습니다.