请问如何计算金属薄膜对波导模式的影响?

mode

#1

您好,我想计算不同厚度的金薄膜(0.5nm, 1 nm, 2 nm)对硅波导的有效折射率以及损耗的影响。
结构如上传文件所示,金的厚度设置为1 nm,硅波导的厚度为220 nm,器件的工作波长为1550nm.
有几个问题,向您请教。

Q1:我用MODE SOLUTION里FDE对器件进行仿真,?“override y mesh “ 设置为0.1 nm, 不知选择FDE来计算是否合理,是否有其他更优的计算方法?

Q2: FDE的“Override mesh”是否有要求?目前仿真文件里最小用的是0.1nm。是否可以采用更小的精度?比如0.05nm?

Q3.计算结果显示在Au的厚度为1nm时,
TE的有效折射率变化和损耗,[0.0301, 1213.5dB/cm]、TM的分别为[0.0419,1937.3dB/cm]。如何判断这些数据是否准确?

非常感谢!
220_WG_Gold_loss.lms (313.2 KB)


#2

A1:可以用MODE SOLUTION里FDE对器件进行仿真。但是“override y mesh “ 设置为0.1 nm太细了,仿真需要很长时间。与FDTD不同,FDE一般不需要很细的网格来分辨薄层,两个网格就够了 :


A2:没有必要太细!
A3:关键是要准确到什么程度?用0.5纳米的网格,我得到
image
确实与你用0,1纳米的不同,但是,
?(1260-1203)/1260;
result:
0.0452381
?(1976-1937)/1937;
result:
0.0201342
都小于5%。
如果你要追求更高精度,你可能需要做进一步的收敛性测试,包括
1:FDE的区域大小
2:网格大小(背景网格和细化网格)
当新的结果与旧结果相差很小,例如1%(你的情况),就可以停止了。用更细的网格不知道你计算机内存是否足够。我用你的原设计直接仿真计算,计算机死机差不多1个小时。这个是用对数画的场分布:

记住:精度和仿真效率需要折中。

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#3

孙老师,谢谢您的细致讲解~之前确实每次计算都要很久~非常感谢~

孙老师,我想麻烦再请教下,这里“over ride mesh” 的区域大小应该怎样选择?


#5

根据需要选择。可以与要分辨的结构一样大,也可以大一些,没有统一的规定。


#7

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