T larger than 0.5 for dipole source


#1

孙老师,您好。
我在用dipole作为光源仿真一个ARC/Si堆叠结构的时候,改变ARC层的厚度,得到T 以及R的值得时候,看到二者的最值点不一致,和用平面光做光源的情况不同。
而且,我另外还有一个疑问是为什么T,即入射进硅衬底的值会大于0.5,按照定性分析的话,应该至少有一半会消散在空气中。
希望得到您的指点。


#2

Dipole与平面波不一样。对于Dipole,透射结果大于1都是正常的,因为偶极子的实际辐射功率与周围环境有关,而归化透射率用的是偶极子在均匀无限大介质中的辐射功率。
因此进入衬底的值大于0.5也正常。你要计算实际的透射率,需要提取偶极子功率 Dipolepower,参见Oled仿真例子
https://kb.lumerical.com/en/index.html?oleds_simple_2d_oled.html
然后用这个公式修正
T0=T*sourcepower(f)/dipolepower(f);
其中,dipolepower可以用函数得到,也可能需要用Box监视器得到。

参见
sourcepower
dipolepower


#3

谢谢孙老师。

  1. 其实计算实际透射率,也可以再除以一个purecell的值。
    即使这样,值也可能大于0.5对吗?

  2. 另外,孙老师,我在另外一个应用中,计算被硅衬底吸收的功率比例的时候,用了两种办法,一种是用box框出所关心的硅衬底部分的办法,一种是参考了您给出的2D OLED的例子,发现二者计算的差别蛮大的。用OLED的办法,发现air+silicon竟然大于1,为~1.4,而Air的为~0.2,如此,在silicon中的则大一1,这让我很困惑。
    而我用box的方法计算的,不会超过1,虽然还都大于0.5。

我上传了我的仿真文件。 (第二种办法计算silicon的loss的时候用的script文件用2D-OLED的例子文件)

希望可以得到您的解惑,感谢万分!ref-OLED_2D-for silicon absorption.fsp (407.5 KB)


#4

purecell的值定义为实际辐射功率除以均匀介质中的辐射功率。而直接计算的透射率是透射功率/均匀介质中的辐射功率。 理论上可以如你说的直接除,但是偶极子本身给出Purcell可能不准,因为Dipolepower解析计算有一定的局限性:
https://kb.lumerical.com/en/ref_scripts_dipolepower.html

这就是为什么你得到air+silicon竟然大于1,而box方法计算不会超过1的原因。BOX的计算方法是

实际辐射功率=T*均匀介质中的辐射功率。

但是如果介质有吸收,或者BOX太小,也有一定的误差。

总之,在一些情况下,准确计算偶极子的实际辐射功率很有挑战性。


#5

孙老师,

您好!

我在用dipole做光源仿真一个Si/ARC/OX/AIR的结构的时候,想要得到Si/ARC界面处的T在不同ARC或者OX厚度的时候的变化。

情况1:ARC层厚度不同,T值有最大最小的波动变化。Dipole的方向不同得情况,都有这个现象。
情况2:固定ARC一个厚度,变化OX的厚度,却发现T值随着OX厚度呈现单调减小,并且,dipole的蓝色箭头垂直于结构的情况,OX厚度从0nm变到60nm,T值将近减小一半,但另外方向的变化却没有如此。

我的问题是:1. T随OX的厚度呈现单调下降的情况是怎么来的?
2. 为何这种情况下,dipole的方向改变,有一个方向会变化如此剧烈?

我附上一张slide呈现我的结果。

盼望得到您的指点~

陈家诚


#6

这个我不知道啊!你如果检查文件设置没有错误,那应该就是。

A2:说明你的结构对偏振敏感,因为反射率和透射率是偏振的函数。

如果你是优化OLED,可能宽度Xspan不够,至少要有10个以上的周期才可以。

你确认你的结构是悬浮在空气中?

因为时间不够,我没法测试,请你将结果贴上来。


#7

孙老师,

上一封邮件已经附上了仿真的结果。
我再附上我所用到的仿真程序。

不是在空气中,改成一个refractive index=1.33的介质。

谢谢~

发件人: Guilin Support SUN [mailto:lumerical@discoursemail.com]
发送时间: 2017年4月8日 7:15
收件人: 陈家诚(Jiacheng Chen) chenjiacheng@genomics.cn
主题: [Lumerical Knowledge Exchange] [中文] T larger than 0.5 for dipole source

[https://discourse-cdn-sjc1.com/business4/user_avatar/kx.lumerical.com/gsun/45/608_1.png]

gsunhttps://kx.lumerical.com/users/gsun Lumerical Team
April 7

[https://avatars.discourse.org/v2/letter/c/97f17d/40.png]chenjiacheng:

  1. T随OX的厚度呈现单调下附上了降的情况是怎么来的?

这个我不知道啊!你如果检查文件设置没有错误,那应该就是。

A2:说明你的结构对偏振敏感,因为反射率和透射率是偏振的函数。

如果你是优化OLED,可能宽度Xspan不够,至少要有10个以上的周期才可以。

你确认你的结构是悬浮在空气中?

因为时间不够,我没法测试,请你将结果贴上来。

sweep_ARC_OX.fsp (305 KB)


#8

到现在为止我没有看到你的仿真结果啊?
我把水设置在Background,得到的透射率在0.6,见结果


sweep_ARC_OX.fsp (304.9 KB)