关于VPD中响应率的计算问题


#1

dear 孙老师
根据官网VPD例子的学习,我自己写了程序设计自己的PD,不过我这边有一个问题,我设计两种Ge形状,一个是方形,一个是有taper角,但是我方形Ge PD 面积(响应度0.607A/W)比有taper Ge PD(响应度0.654A/W)面积大,但是光响应度反而小,对于这个孙老师你有什么看法呢?可以帮我解释一下吗?谢谢!
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#2

光响应度是DEVICE计算出来的吧?DEVICE的仿真一般是将光传播方向的吸收功率积分,在DEVICE里面仅作二维仿真。
因此我建议你比较它们的光吸收情况,taper有可能将光汇聚了吸收有可能更强,所以第一部应该检查比较光学吸收以及电场强度的分布,可以沿Y方向积分,也可以将XZ面积分得到沿Y的分布,看看它们有什么不同。

注意,Meshaccuracy1是很低的精度。


#3

dear 孙老师
1.FDTD里面不是有光生成电流,然后在分析组里面有光功率,它们的比值不就是光响应度吗?其次我也有把FDTD光生成文件带入到device里面,得到响应度与FDTD一样。
2.我也认同老师你说的taper可能将光汇聚吸收更强,不过你说的沿Y方向积分和将xz面积分得到沿Y分布,这个我不是很懂,老师你可以教一下我吗?最好可以给出相关代码学习,谢谢孙老师。


#4

如果.FDTD里面可以计算光生电流那就简单了,你可以根据需要计算;
沿Y方向积分是DEVICE里面计算的简便方法,它仅作2D仿真就可以了。
和将xz面积分得到沿Y分布,你得到的是电场为Y的函数,可以比较两种情况的结果。
因为电流与E平方成正比,所以可以简单分析。
当然这只是我的建议,你已得到了吸收的3维分布,你怎么分析都可以。


#5

dear 孙老师
针对这光电流生成问题,我这边还想跟你请教一下
1.针对你前面提到的说将x,y积分得到沿y分布,可以得到y电场的函数,这个具体是怎么操作,可以得到具体的Y函数的关系式吗?
2.我认为对于光电流的分析从二维的方式去分析是有一定帮助,但是并不能完全说明问题,因为这个是三维分布,如果你单从二维去分析的话,并不能很好的解析这个问题,就比如老师上面提到的将x,z面积分得到y分布,但是有可能并不是每一y点的值有45°的taper值都会比没有45°taper的值来的大,所以最后决定光电流大小的话仍然是需要再对y方向进行积分得到。
3.我其实认同老师你说的对于不同角度taper可能将光汇聚吸收更强。不过现在我这边还有一个问题,就是如下图所示,因为我Ge有taper 和没有taper的形状是 不一样的,不过两种形状的Ge 它们的analysis group是 一样,都是一个长方体形状,那么我现在的担心是说对于有taper的话,因为analysis group会有包括部分的SiO2,那么被SiO2吸收的这部分光也会被算进去光电流里面,那么这就会有问题了 。我看官网的PD例子里面也有这样子的问题,那么你们是觉得说SiO2的吸收光的这一部分是很小忽略不计了吗?还有关于这个analysis group的体积是否可以通过语句修改成与Ge层的形状体积一样的大小,如果可以的话,应该怎么修改呢?我想只要把SiO2这部分的影响排除掉,就更加可以认为不同taper角度的Ge对于光汇聚吸收不同,有可能使其光电流变大。
针对以上的三个问题,还想请孙老师指教,谢谢孙老师了。


#6

A1:是将xz面积分得到沿Y分布。因为你已经得到了空间分布函数,比如
P(x,y,z);
你可以对xz积分
py=integrate( P, [1,3], x,z )
就得到Y函数的关系式。

A2:同意你的分析。不过现在是要找原因,所以要多方面分析。

A3:如果SiO2的吸收很小当然可以忽略不计。 你也可以对吸收计算加窗口,例如计算折射率大于或者小于某个数值的吸收等,这样一定会尽计算满足条件的吸收。
analysis group的体积可以通过语句修改成与Ge层的形状体积一样的大小,不过只能是长方体而不能是其它形状。分析组本身有位置参数,每个监视器的长宽都是可以修改的。你看看分析组里面的参数。