fdtd有限时域差分在光刻中的应用 -回复
利用高对比度光栅实现光束大角度偏转
第４５卷 第４期２０２１年７月激 光 技 术ＬＡＳＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．４５，Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ，２０２１ 文章编号：１００１ ３８０６（２０２１）０４ ０４８５ ０７利用高对比度光栅实现光束大角度偏转王超素１，江孝伟１，２（１．衢州职业技术学院信息工程学院，衢州３２４０００；２．北京工业大学光电子技术教育部重点实验室，北京１００１２４）摘要：为了分析高折射率对比度光栅（ＨＣＧ）参量和入射波长对光束偏转角的影响，采用严格耦合波法设计了透射光束可偏转非周期三角ＨＣＧ，并通过时域有限差分法证明了所设计的非周期三角ＨＣＧ可实现３０．３°的透射光束偏转。
结果表明，当低折射率介质材料折射率从１增加到１．４时，透射光束偏转角可实现１１°的调谐；当入射波长从波长１．５μｍ增加到１．６μｍ时，该非周期三角ＨＣＧ可实现３．５２７°的透射光束偏转角调谐。
这一研究结果可对将来制备高性能光束偏转光栅提供理论指导。
关键词：光栅；光束偏转；透射光；非周期中图分类号：ＴＮ２５３ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０ ７５１０／ｊｇｊｓ ｉｓｓｎ １００１ ３８０６ ２０２１ ０４ ０１２ＬａｒｇｅａｎｇｌｅｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｂｅａｍｕｓｉｎｇｈｉｇｈｃｏｎｔｒａｓｔｇｒａｔｉｎｇＷＡＮＧＣｈａｏｓｕ１，ＪＩＡＮＧＸｉａｏｗｅｉ１，２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｕｚｈｏｕＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｕｚｈｏｕ３２４０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｈｉｇｈｃｏｎｔｒａｓｔｇｒａｔｉｎｇ（ＨＣＧ）ｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｉｎｃｉｄｅｎｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｎｂｅａｍｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｇｌｅ，ｔｈｅｒｉｇｏｒｏｕｓｃｏｕｐｌｅｄｗａｖｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎａｄｅｆｌｅｃｔａｂｌｅｎｏｎ ｐｅｒｉｏｄｉｃｔｒｉａｎｇｕｌａｒＨＣＧ，ａｎｄｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔ３０．３°ｂｅａｍｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｎｏｎ ｐｅｒｉｏｄｉｃｔｒｉａｎｇｕｌａｒＨＣＧｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ（ＦＤＴＤ）．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｌｏｗｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘｍａｔｅｒｉａｌｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ１ｔｏ１．４，ｔｈｅｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｅａｍｃａｎａｃｈｉｅｖｅ１１°ｔｕｎｉｎｇ，ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ１．５μｍｔｏ１．６μｍ，ｔｈｅａｐｅｒｉｏｄｉｃｔｒｉａｎｇｕｌａｒＨＣＧｃａｎａｃｈｉｅｖｅ３．５２７°ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｅａｍｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｔｕｎｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅａｍｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｇｒａｔｉｎｇｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｔｉｎｇｓ；ｂｅａｍｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｅａｍ；ｎｏｎ ｐｅｒｉｏｄｉｃ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１５７５００８；６１６５０４０４）；江西省自然科学基金资助项目（２０１７１ＢＡＢ２０２０３７）；江西省教育厅科技项目（ＧＪＪ１７０８１９）；衢州市科技计划资助项目（２０１９Ｋ２０）作者简介：王超素（１９８３ ），女，讲师，现主要从事半导体光电子器件的研究。
FDTD软件介绍及案例分析一
由于不完美的滤色片,finite-sized入射光thescattering 折射、绕射内同时进行图像传感器像素,来料绿色的光照亮 的矽光电二极体上方的照亮象素,相邻像素。figurebelow向 下的显示能力在矽基板上的焊剂在像素所示。当接收的信号 是最亮的在过去的两个中间的绿sub-pixels残余信号观测, 照亮sub-pixels红色、蓝色、绿色sub-pixels附近。
一：公司背景介绍
1、公司介绍 • FDTD Solutions软件由加拿大Lumerical Solutions公司出品。
该公司成立于2003年，总部位于加拿大温哥华。用户用该 公司软件已发表大量高影响因子论文，并被许多国际著名 大公司和学术团队所使用 • FDTD Solutions：基于矢量3维麦克斯维方程求解，采用时 域有限差分FDTD法将空间网格化，时间上一步步计算，从 时间域信号中获得宽波段的稳态连续波结果，独有的材料 模型可以在宽波段内精确描述材料的色散特性，内嵌高速、 高性能计算引擎，能一次计算获得宽波段多波长结果，能 模拟任意3维形状，提供精确的色散材料模型
三：FDTD Solutions软件应用范围
1、应用范围：
8
四：FDTD Solutions软件应用实例库
1、FDTD Solutions应用实例库 • CMOS图像传感器像素设计 • 深紫外线（DUV）光刻仿真 • DVD表面分析 • LED光提取 • 纳米粒子散射 • 纳米线栅偏振器 • 光子晶体VCSEL • SPR纳米光刻 • 薄膜太阳能器件 • 波导微腔
环形谐振腔课程报告
对于环形谐振腔重要组成部分—环形光波导来说，它的制作工艺主要涉及成 膜与光路微加工。通常采用火焰沉积法、化学汽相沉积法、等离子增强型化学汽 相沉积、离子交换法、溶胶凝胶法、分子束外延生长和原子力加工技术等作为成 膜工艺。采用光刻、电子束曝光、全息曝光、同步辐射、光锁定、化学刻蚀、溅 射刻蚀（离子铣）、反应离子刻蚀、等离子刻蚀等作为光路微加工技术[6]。 之前我们提到过环形谐振腔可以分为垂直型环形谐振腔和侧向型环形谐振腔，垂 直型通过外延生长可以精确控制耦合距离，即耦合系数；也可分别用不同材料作 为圆环和输入输出端波导材料；但制作工艺较难；侧向型一般用于对于构建大半 径圆环谐振腔（大于 100μm）；且可使用 MMI 作为谐振腔耦合器。针对这种分类 在这里着重介绍两种工艺：晶圆键合—主要用于制造垂直型环形谐振腔，和干法 腐蚀—主要用于制造侧向型环形谐振腔[2,7]。
学号：
环形谐振腔
10300720238
，姓名： 赵婧
摘要 本报告旨在希望用不太大的篇幅，在详细阐明环形谐振腔基本原理的同 时，尽可能结合其不同结构的器件，实际的制作工艺与制备材料，以及 目前的一些主要应用，以满足读者对于环形谐振腔的基本了解的需要， 同时亦可为欲在此领域更进一步深入研究的高年级本科生及低年级研究 生提供一个整体概念，起到抛砖引玉的作用。
图 1.6 性能指标在谐振曲线上的表现形式
我们分别以下面两张图来说明耦合损耗和环形波导传输损耗对环形谐振腔性能 的影响：
图 1.7 耦合器损耗不同时谐振曲线图
图 1.8 环形波导传输损耗不同时谐振曲线图
我们可以看到，耦合损耗越小、环形波导传输损耗越小，谐振腔的清晰度 也就越大，性能也就越优越。[1]
t1 t2*e j 1 t1*t2*e j
FDTD案例分析续篇
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纳米粒子散射
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实例二 ：纳米线栅偏振器
1、纳米线网格偏振镜紧凑光子偏振控制元素——与解决方 案设计和优化FDTD • 高对比度极化控制装置的组成sub-wavelength金属光栅纳米线偏振器件——正在取代网格批量光学元素。纳米线 网格偏振器件提供改进消光比对比,最小的吸收来解决高 亮度照明,紧凑的形式因素促进大规模生产和集成在小型 光学组件。然而,纳米线偏振器件是富有挑战性的网格组 件来设计,特别是如果制造缺陷都考虑进去。在这个应用 程序中,我们将展示FDTD解决方案可以用来最大化对比度 的纳米线偏振镜网格任意角度,同时保持高传播。
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SPR纳米光刻
• 第三步：分析了表面等离子体共振光刻近场数据 详细的研究结果和数值的解决方案,所有复杂的光学波的 交互的接口的许多材料,包括硅基片上的反射,准确地对待。 一个阴谋的近场强度在截面通过银丝面膜层(y=0到60海里) 和光刻胶层(y = -50到0 nm)显示在对数。表面等离子体模 式是清楚地看到在银胶面罩/接口。周期性结构允许入射光 束夫妇counter-propagating表面等离子体波,这引起了亚波 长的变化在光阻层强度的设计思想。
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纳米线栅偏振器
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纳米线栅偏振器
• 第四步：模拟得到的响应非正态纳米线网格发病率照明。 铝光栅wiregrid偏振镜有TE传播的大约85%的normallyincident平面波。现在,与一个源呈四十五度角,传播下降到 大约83%。这些结果生成模拟一个时期的wiregrid偏振镜,然 后使用复杂的脚本的环境,在解决方案将FDTD响应从单个光 栅牙的反应,multi-tooth组成部的铝光栅。
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微带天线的基本理论和分析方法
目录摘要 (2)Abstract (3)1 绪论 (4)1.1研究背景及意义 (4)1.2国内外发展概况 (5)1.3本文的主要工作 (6)2 微带天线的基本理论和分析方法 (7)2.1 微带天线的辐射机理 (7)2.2微带天线的分析方法 (8)2.2.1传输线模型理论 (9)2.2.2 全波分析理论 (11)2.3微带天线的馈电方式 (12)2.3.1微带线馈电 (12)2.3.2同轴线馈电 (12)2.3.3口径（缝隙）耦合馈电 (13)2.4本章小结 (13)3宽带双频双极化微带天线单元的设计 (14)3.1天线单元的结构 (14)3.2天线单元的设计 (15)3.2.1介质基片的选择 (16)3.2.2天线单元各参数的确定 (16)3.3天线单元的仿真结果 (17)3.4本章小结 (18)4 结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (22)ku波段双频微带天线的设计摘要本文的主要工作是Ku波段宽带双频双极化微带天线研究。
在微带天线的基本理论和分析方法的基础上，对微带天线的技术进行了深入的研究，设计了3种不同结构的Ku波段宽带双频微带天线单元，并完成了实验验证。
依据传输线模型理论并结合软件仿真分析了3种不同结构的天线单元在天线的带宽、隔离度和增益等性能方面的差异，并作了比较，得出了性能最佳的一种天线单元结构形式。
最后，对全文的研究工作加以总结，并提出本文进一步的研究设想。
关键词：Ku波段；双频；传输线模型；微带天线AbstractIn this paper, broadband dual-frequency and dual-polarized microstrip antenna at Ku band is described. Three kind s o f wideband dual-frequency and dual-polarized microstrip antenna element are proposed and their experimental verifications are completed which based o n the classical theory and a deeper stud y on broadband, dual-frequency and dual-polarization technique of microstrip antenna. From the transmission-line mode theory and simulative results, he bandwidth, isolation and gain characteristics of a microstrip patch element with various structures are analyzed in detail and compared, and an antenna element with the best performance is adopted. Based on the element described, four-element linear array and planar array is designed which adopted anti-phase feeding and dislocation anti-phase feeding technique, respectively. In addition, the technique of anti-phase feeding which suppresscross-polarized is further studied by using the even/odd theoretical analysis. Finally, we summarize the research of the paper with an outlook for the further researches. Key words: Ku band; dual-frequency; dual-polarized; microstrip antenna1 绪论1.1研究背景及意义近年来，随着卫星通信技术的发展和卫星通信业务及卫星移动通信的迅猛增长，以往的微波较低频段(300MHz-10GHz)已经变得拥挤不堪，因此卫星通信中开始使用Ku波段甚至Ka波段的通信以满足大信息量的需求。
基于脊型波导的跑道型环形谐振器的偏振模式分离特性分析
基于脊型波导的跑道型环形谐振器的偏振模式分离特性分析焦新泉;陈家斌;王晓丽【摘要】设计和分析了基于绝缘体上硅的脊型波导的偏振模式分离谐振腔.通过分析超小脊型波导的模式双折射,将该微环谐振腔应用到定向耦合器,实现从准TE和准TM偏振模式在特定波长范围内同一输出端口的分离.试验证明,准TM偏振模式分离后的Q值达23 000±1 000,是未分离时的两倍.该新型跑道型环形谐振腔的特点在光学元件中的应用非常有前景,为新型环形耦合器的深入研究提供了理论参考.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)028【总页数】4页(P103-106)【关键词】脊型波导;跑道;定向耦合器;偏振分离【作者】焦新泉;陈家斌;王晓丽【作者单位】北京理工大学自动化学院,北京100081;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051;北京理工大学自动化学院,北京100081;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051【正文语种】中文【中图分类】O436.3为了满足未来多核芯片的互连需求，大量并行光网络应用在了芯片上。
目前，CMOS兼容的集成光电子器件很有前景，例如过滤器、调制器、光开关、WDM多路复用器和光电探测器[1]。
硅微环形谐振腔具有尺寸小、品质因数Q高、偏共振光透明度、高频率选择性等优点，被广泛应用于光电子器件中[2]。
微环谐振器和其他光学器件的集成对控制光信号的偏振很有必要[3]，当两个偏振模同时在波导中传播时，器件的一些性能可能会被削弱，因此使该器件具备偏振模式分离特性是很有必要的。
否则，该偏振模色散(PMD)会影响高速信号的波形，而且会劣化光学器件，例如波长滤波器的性能[4]。
然而，偏振模式不能用在波导，尤其具有亚微米尺寸横截面的脊型波导。
虽然偏振控制器可以被施加到测试系统，以获得单偏振入射光，但光在超小型波导中传播时两个正交偏振模式仍然可以激发出来。
Optiwave 光通信设计软件
Optiwave 光通信设计软件1.OptiGrating 光栅设计软件OptiGrating 是光纤光栅业界的一个不可缺少的标准设计软件。
它为集成光波导光栅和光纤光栅的设计提供了强有力且用户界面友好的设计工具。
OptiGrating 是基于耦合模理论的数值分析软件，既能对设定的光栅进行分析也能合成出符合要求的光栅（逆向分析）。
一个复杂的光栅被一组均匀光栅片段来近似，这些光栅片段之间用传递矩阵法来对进行整合分析。
这样，设计者就可以对整个光栅进行性能分析和优化设计。
基本功能OptiGrating最重要的基本功能如下：·WDM add/drop，窄带以及宽带光纤和波导滤波器·光线布拉格发射器·EDFA增益平坦元件·用于光纤通信的色散补偿器·利用光栅切趾抑制边带·光纤和波导传感器产品应用·WDM add/drop、窄带和宽带光纤、波导滤波器·光纤布拉格光栅反射器·EDFA增益平坦化光纤·用于光纤通信的色散补偿器·使用光栅切趾法的边带抑制·光纤传感器和波导传感器·使用耦合到光纤包层模式的长周期光栅2.OptiFiber 光纤设计软件使用光纤作为传输介质的电信现在是一个主要的行业。
选择合适的光纤参数是光学系统的重要问题。
横截面尺寸，材料成分和折射率分布都会影响光纤的损耗，色散和非线性，必须仔细选择，以便在给定的应用中实现令人满意的结果。
对于一个光通信系统，它的最佳状态的设计直接取决于对光纤参数的选择。
光纤的横截面尺寸, 材料成分和折射率分布都会影响到光通信里极其重要的线性和非线性现象。
OptiFiber 使用数值模式求解程序和其它专门用于光纤的解析法来计算光纤通讯时的色散、损耗、双折射现象和偏振模色散。
OptiFiber 是一种功能强大的工具，它将光纤模式的数值模式求解器与群延迟，群速度色散，有效模面积，损耗，偏振模色散，有效非线性等计算模型相结合.OptiFiber 最强大的功能之一是它能够预测如何优化给定的光纤，而不是设计目标，例如很小但非零色散和最大模面积。
【国家自然科学基金】_金属光子晶体_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729
科研热词 推荐指数 光子晶体 5 胶体晶体 3 自组装 2 强制沉积法 2 光子带隙 2 高重复频率 1 高平均功率 1 飞秒激光微纳加上 1 银微米管 1 金属平板 1 金属一介质 1 金属-光纤复合 1 超强透射 1 负折射 1 表面等离子体 1 胶态晶体模板 1 激光技术 1 改性 1 微结构聚合物光纤 1 微图案刻划 1 大孔材料 1 多功能光纤 1 制备 1 光学材料 1 光子晶体光纤飞秒激光放大器 1 偏振分束 1 二氧化硅微球 1
推荐指数 4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
推荐指数 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51
表面等离子体激元简介
表面等离子体激元简介一．表面等离子体激元表面等离子体（Surface Plasmons）的出现提供了一种在纳米尺度下处理光的方式。
表面等离子体通常可以分成两大类——局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance）和表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons）。
局域表面等离子体共振专指电磁波与尺寸远小于波长的金属纳米粒子中的自由电子的相互耦合，这种等离子体只有集体共振行为，不能传播，但可以向四周环境辐射电磁波。
局域表面等离子体共振可以通过光直接照射产生。
表面等离子体激元指的是在金属和电介质分界面上传播的一种元激发Excitations），这种元激发源自电磁波和金属表面自由电子集体共振的相互耦合。
表面等离子体激元以指数衰减的形式束缚在垂直于传播的方向，由于它的传播波矢要大于光在自由空间中的波矢，电磁波被束缚在金属和电介质的分界面而不会向外辐射，也正是因为这种独特的波矢特性，表面等离子体激元的激发需要满足一定的波矢匹配条件。
二．SPPs的激发和仿真方法由于SPSs的波矢量大于光波的波矢量，或者说SPPs的动量与入射光子的动量不匹配，所以不可能直接用光波激发出表面等离子体波。
为了激励表面等离子体波，需要引入一些特殊的结构达到波矢匹配，常用的结构有以下几种：（1）棱镜耦合：棱镜耦合的方式包括两种，一种是Kretschmannt方式；另一种是Otto方式。
（2）采用波导结构（3）采用衍射光栅耦合（4）采用强聚焦光束（5）采用近场激发。
目前主要的仿真方法有以下三种（1）时域有限差分法(finite difference time domain，FDTD)：FDTD方法是把Maxwell方程式在时间和空间领域上进行差分模拟，利用蛙跳式(leaf flogalgorithm)空间领域内的电场和磁场进行交替计算，电磁场的变化通过时间领域上更新来模仿。
基于倒金字塔减反射结构的多晶黑硅及其高效太阳电池
基于倒金字塔减反射结构的多晶黑硅及其高效太阳电池沈鸿烈;蒋晔【摘要】采用酸体系的纳米重构(Nano structure rebuilding,NSR)溶液对黑硅纳米结构进行重构,得到不同尺寸的倒金字塔减反射微结构,实现了低成本纳米减反射微结构多晶黑硅(M ulticrystalline-black silicon,mc-bSi)太阳电池的量产.先用Ag 金属催化腐蚀(Metal assisted chemical etching,MACE)对砂浆切割(Multi wire slurry sawn,MWSS)多晶硅片(Multicrystalline silicon,mc-Si)进行了研究,发现倒金字塔结构的面夹角均为54.7°,且500 nm尺寸大小的倒金字塔结构黑硅太阳电池的转换效率达到了18.62%,电池的表面反射率降低至3.29%.研究了Ag/Cu双原子催化腐蚀法对金刚线切割(Diamond wire sawn,DWS)多晶硅片的制绒效果,发现多晶硅片表面金刚线切割痕几乎消失不见,采用倒金字塔尺寸为600 nm的DWS 片样品制备出了性能最佳的太阳电池,其开路电压Voc为640 mV,短路电流密度Jsc为37.35 A/cm2,填充因子FF为79.91%,最高效率为19.10%,高于同结构的M WSS多晶黑硅太阳电池.%Different scales of the inverted pyramid structure are obtained by the acidic nano structure re-building (NSR) process ,w hich realizes the mass prodution of high efficiency nanostructured multicrys-talline-black silicon (mc-bSi) solar cells with low cost .Firstly ,the multi wire slurry sawn (MWSS) of multi crystalline silicon (mc-Si) is investigated through silver metal assisted chemical etching (M ACE) . Results show that the dihedral an gels of inverted pyramid maintain at 54 .7° . The inverted pyramid structured mc-bSi solar cell shows the best efficiency of18 .62% ,with 500 nm inverted pyramid struc-ture by 400 s NSR treatment at 50 °C ,and the surface reflectance is 3 .29% .Furthermor e ,the paperstudies the texture property obtained by Ag/Cu MACE method and NSR treatment on diamond wire sawn (DWS) mc-Si .The research results show that the saw marks on DWS mc-Si surface are nearly dis-appeared .We obtain the optimal DWS mc-Si solar cell with the same size of 600 nm invert pyramid sam-ple ,with V oc , Jsc and FF at 640 mV ,37 .35 A/cm2 and 79 .91% ,respectively ,and the maximum con-version efficiency is 19 .10% w hich is higher than that of M WSS mc-bSi solar cell .【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2017(049)005【总页数】9页(P744-752)【关键词】多晶硅;黑硅;倒金字塔;金刚线切割;太阳电池【作者】沈鸿烈;蒋晔【作者单位】南京航空航天大学材料科学与技术学院 ,江苏省能量转化材料与技术重点实验室 ,南京 ,210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院 ,江苏省能量转化材料与技术重点实验室 ,南京 ,210016【正文语种】中文【中图分类】TB34;TN36晶体硅太阳电池占据着光伏市场的主导地位，且多晶硅因其低成本的优势，占了较大的份额。
FDTD软件介绍及案例分析一
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CMOS图像传感器像素设计
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CMOS图像传感器像素设计
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CMOS图像传感器像素设计
• 第四步:点扩展函数计算通过时域有限差分算法解CMOS影 像感测器 相声可表征空间光通过点扩展函数——多少接收信号量
3
二：FDTD Solutions软件介绍—特点
2、软件特点： • 该软件用于下一代光子学产品的精确、多功能、高性能仿真
设计 -精确严格求解3维矢量麦克斯韦方程 -是学术界尖端研究和工业界产品开发 -易学易用的设计工具 -及时地充分利用高性能计算技术 • 该软件可解决具有挑战性关键设计的技术 -能高效准确地模拟色散材料的难题 -独有的多系数材料模型 -为准确描述色散材料的性质提供了理想的工具
一：公司背景介绍
1、公司介绍 • FDTD Solutions软件由加拿大Lumerical Solutions公司出品。
该公司成立于2003年，总部位于加拿大温哥华。用户用该 公司软件已发表大量高影响因子论文，并被许多国际著名 大公司和学术团队所使用 • FDTD Solutions：基于矢量3维麦克斯维方程求解，采用时 域有限差分FDTD法将空间网格化，时间上一步步计算，从 时间域信号中获得宽波段的稳态连续波结果，独有的材料 模型可以在宽波段内精确描述材料的色散特性，内嵌高速、 高性能计算引擎，能一次计算获得宽波段多波长结果，能 模拟任意3维形状，提供精确的色散材料模型
铬二进制掩码是表现为建设布局编辑FDTD的解决方案。面 具的模型由一个周期性阵列的十字形空缺CD = 2λ 。布局编 辑器提供了一个全面的观点的结构模型和数据来源和监视器 用于进行计算。几个例子如何做这个显示在下面。
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仿生蛾眼抗反射微结构光学机理研究
仿生蛾眼抗反射微结构光学机理研究飞蛾眼表面是由六角形排列有序的微纳结构阵列构成,这种表面微纳结构尺度小于可见光波长,使得光波无法辨认出该微纳结构,其结构层可等效为折射率沿深度方向呈连续梯度变化的渐变折射率膜层,可减少折射率急剧变化所造成的反射现象,使得飞蛾复眼对光具有极低的反射系数。
同时,仿生蛾眼抗反射微纳结构具有结构稳定性好、宽入射角和宽谱段等抗反增透特点,使其在诸多领域具有巨大的应用潜力。
本文介绍并总结了亚波长微结构电磁波矢量衍射理论,重点讨论了基于严格耦合波分析方法的一维光栅与二维光栅的数值计算实现过程,利用光栅衍射瑞利展开形式推导出各级衍射波倏逝条件,并对其各自的偏振特性进行分析。
根据分析提出了基于一维光栅将不同偏振态光分束至不同衍射级次的三种不同分光模式的光栅结构,即反射型、半反半透型和透射型。
并使用时域有限差分法(FDTD)进行仿真模拟验证,分析了三种光栅的光谱特性以及制造容差大小,为光束偏振提供了一种新思路。
应用严格耦合波分析理论,编制程序进行微结构阵列的衍射特性数值计算仿真分析,重点分析“蛾眼”微纳结构的工作波长、结构周期、刻蚀深度、结构直径及轮廓形状等微结构参数与反射波能量和透射波能量的关系,并进行抗反射光谱宽度分析及结构尺寸容差分析,为微纳结构周期参数的具体设计与加工提供了理论依据和设计方法。
分析结果发现结构周期与工作波长的比值直接影响了微结构阵列的抗反增透特性,并与高级次衍射波发生倏逝的临界角相关。
引入圆锥度系数使圆柱形、圆台形和圆锥形微结构轮廓表达式连续统一,从而指出其各自结构参数选择的原则与规律,并分析了实际刻蚀产生的边缘钝化对微结构抗反射性能的影响。
利用数值计算仿真分析结果,设计了圆柱形、圆孔形、圆锥形、高斯面形和抛物面形等微结构阵列的尺寸参数和容差要求。
制作上采用二元光刻技术、激光直写技术、湿法刻蚀技术、反应离子刻蚀技术及电子束光刻技术等在红外材料及人造石英玻璃(JGS1型)上对各种不同形状的“蛾眼”抗反射微纳结构阵列进行制作。
用介电质超表面产生准艾里光束
文章编号：1005-5630(2021)02-0001-07DOI : 10.3969/j.issn.1005-5630.2021.02.001用介电质超表面产生准艾里光束吴双宝，文 静（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）摘要：艾里光束通常是在液晶空间光调制器上加载立方相位后再作傅里叶变换产生，或者在材料表面设计微结构来激发表面等离激元产生。
但是前者不利于系统的集成化和小型化，后者通常用于产生一维艾里光束。
为了克服这些缺点，利用具有亚波长单元结构的介电质超表面产生艾里光束。
将高斯分布的振幅信息和立方相位信息同时编码来对平面波进行调制，并对比了振幅和相位同时调制以及仅相位调制的差异，同时利用有限时域差分（FDTD ）算法进行了仿真。
研究表明：在工作波长为630 nm 时可以产生准艾里光束，并发现这种利用傅里叶变换来产生艾里光束的方法，其傅里叶频谱的振幅信息是可以忽略的，由此简化了超表面编码流程；所设计的超表面的偏振转化效率高达83%，器件直径仅为35 μm ，厚度仅为380 nm ，可为光学系统的集成化提供参考。
关键词：傅里叶变换；准艾里光束；介电质超表面中图分类号：O 436.1 文献标志码：AGeneration of quasi Airy beam using dielectric metasurfaceWU Shuangbao ，WEN Jing（School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China ）Abstract: Airy beams are usually generated by Fourier transform after loading a cubic phase on the liquid crystal spatial light modulator or generation of Airy form surface plasmons based on microstructures on the surface of the material. Nevertheless, the limitations of the spatial light modulator hinder the integration and miniaturization of the device. The latter is usually used to generate one-dimensional Airy beams. Concerning to overcome these shortcomings, a dielectric metasurface with a sub-wavelength unit cell is utilized to substitute the function of the traditional spatial light modulator. The finite difference time domain (FDTD) method is employed to generate the quasi Airy beam at the wavelength of λ = 630 nm. The attained polarization conversion efficiency is as high as 83%. The diameter of the designed metasurface device is only 35 μm while收稿日期 ：2020-11-13基金项目 ：国家重点研发计划（2018YFA0701800）；国家自然科学基金（81701745、61775140）；上海市科学技术委员会创新行动计划作者简介 ：吴双宝(1996—)，男，硕士研究生，研究方向为超表面。
【Rsoft】Rsoft中文教程软件资料
Optiwave 软件及应用第一章绪论1. 学习内容基于光束传播法，用于光波导器件设计和分析的一个软件2。
光器件数值模拟的意义•它为光器件研究提供一个低成本的试验空间和合理的实验方案；•通过数值模拟，可以进一步理解光波导的基本原理.光束传播法（Beam Propagation Method，简写BPM）•光束传播法是目前光波导器件研究与设计领域最流行的方法之一，其基本思想是在给定初始场的前提下，一步一步地计算出各个传播截面上的场.•光束传播法最早是由M。
D.Feit等人于1978年研究光场及大气激光束传播时提出的.最早的BPM是以快速傅里叶变换（Fast—Fourier Transform,称FFT)为数学手段实现的，称为FFT-BPM。
•D.Yevick等人于1989年提出了一种新方法-有限差分光束传播法FD —BPM，用差分的方法将横截面上的场离散化。
• FD—BPM还被广泛用于分析光在各种无源波导器件、具有二阶非线性效应的波导以及有源器件的传输。
3. 学习重点•学习使用本软件；•掌握学习专业软件的方法；•学习将已有专业知识应用于波导设计的方法和技巧；4 注意事项•入手简单、精通较难•理论与实践相结合•注重结果分析5 RSOFT 软件综述•美国RSOFT设计集团公司是一家世界著名的光通信模拟设计和仿真软件开发商，也是世界上唯一一家提供一系列涵盖器件、系统到网络层模拟设计软件服务的公司，产品广泛应用于光器件、光通信系统、宽带网中的城域网、长距离传输设备以及接入设备的设计与开发上。
•世界上有近千家光通信生产企业、科研院所在使用RSOFT的软件从事设计和规划工作.RSOFT设计集团在软件的开发与销售上都取得了令人瞩目的成功,创下了多项世界第一。
7 Rsoft 无源器件设计套装• BeamPROP ：基于光束传播法的光波导设计软件• FullWAVE ：基于时域有限差分法的光波导设计软件• BandSOLVE:光子晶体分析设计软件• DiffractMOD: 衍射光学结构器件分析设计软件•GratingMOD：光栅分析设计软件• LaserMOD：LaserMOD是用于仿真半导体激光器性能的模拟分析软件BeamPROP•是一个高度集成了计算机辅助设计和模拟仿真的专业软件，专用于设计集成光学波导元件和光路.此软件由美国RSOFT公司出品,1994年投入市场，被大学及产业公司的开发设计人员广泛使用.•其主程序为一套完善的用于设计光波导元件和光路CAD的设计系统，且可控制相关的模拟参数，如：数值参数、输入场以及各种显示、分析功能选项。
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fdtd有限时域差分在光刻中的应用-回复FDTD（Finite-difference time-domain）有限时域差分方法是一种应用于电磁场求解的数值模拟方法。
其在光刻领域中的应用主要用于设计和优化光刻光源、光刻机相场、光掩模和光刻介质等关键元件。
本文将详细介绍FDTD方法在光刻中的应用，并逐步解释其工作原理和算法。
第一部分：FDTD方法的基本原理
FDTD方法是一种时域全波求解方法，其基本思想是将Maxwell方程组在时域内进行离散化，利用差分格式进行数值求解。
对于三维情况，它在空间上将求解区域划分为网格，时间上将求解区域划分为时步。
通过在网格上离散Maxwell方程组，可以得到电场和磁场的时序演化。
FDTD方法具有广泛的适用性和数值稳定性，能够模拟复杂光学器件的电磁传输和相场分布。
第二部分：光刻中的应用场景
1. 光刻光源设计和优化
光刻光源的设计和优化是提高光刻分辨率和工艺品质的关键因素。
通过在FDTD模拟中引入设计参数，如波长、光束形状等，可以评估不同方案的光源性能，并提供光刻工艺改进的建议。
2. 光刻机相场分析
光刻机在光刻过程中的相场分布对于芯片的精度和质量至关重要。
利用FDTD方法，可以模拟光刻过程中光源的照射、掩模的光透过、投影镜头的衍射等过程，分析在不同光刻条件下的相场分布，从而指导光刻机的调整和优化。
3. 光掩模设计
光刻过程中的掩模设计也是提高分辨率和衍射限制的重要方向。
通过在FDTD模拟中建模掩模的二维结构和材料参数，可以得到在光照条件下的透射率和相位分布，进而评估掩模对光照模式的影响和光刻效果。
4. 光刻介质设计
光刻介质作为光刻过程中的能量接收和传输介质，对于光刻分辨率和工艺过程中的能量损失起着重要作用。
利用FDTD方法，可以模拟光照条件下光刻介质的电磁传输和光损耗情况，评估不同材料参数对光刻效果的影响，并指导光刻介质的优化设计。
第三部分：FDTD方法的算法步骤
1. 网格划分
将求解区域离散化为规则的网格，网格的大小和密度与所求解问题的复杂程度和准确度要求相关。
2. 建立差分格式
通过将Maxwell方程组中的导数部分用中心差分代替，得到离散化的差分格式，将电场和磁场的时序演化转化为差分方程的求解。
3. 初始化
根据初始条件，给定电场和磁场的初值，例如光刻介质中的初始电场和磁场分布。
4. 时间步进
通过迭代求解差分方程，按照时间步进更新电场和磁场值，得到相场分布。
5. 输出结果
根据需要，对求解得到的结果进行可视化分析和后处理，如计算光强分布、相位分布等。
第四部分：总结和展望
FDTD方法作为一种时域全波求解方法，已经在光刻领域中得到了广泛的应用。
通过模拟光刻光源、光刻机相场、光掩模和光刻介质等关键元件的电磁传输和相场分布，FDTD方法能够辅助光刻工艺设计和优化，提高芯
片的分辨率和工艺品质。
随着计算硬件和算法的不断发展，FDTD方法在光刻领域的应用前景将会更加广阔。