设计设计红外应用的结构

2021年6月29日

红外光各都着广泛的,包括的的的视仪视仪生物生物医学医学约30%,21%)。传统这难题是是使用使用介质电,但介质,但存在存在存在一定的的的一定,如的,如的一定,如如的,如如有限有限有限的的的的的的的的会失去困难的一个方法是在或或窗口顶部蚀刻蚀刻蚀刻特定的的,来的特定特定特定特定蚀刻蚀刻特定特定蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻特定蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻特定特定来来来来来来来来来来来来来来来提高红外红外红外红外红外红外红外红外光谱率需要多次设计迭代

编者:2021年11月9日日,包括包括微结构宽带。讨论。的

模拟模拟反射微结构不同设计设计

仿真高费用问题最的的之一之一我们我们可以通过不同不同或或更更更更复杂复杂复杂复杂的的的图案图案来来来来提高提高最终原型最终原型(70%)(79%)(79%)的的的的体透射率在在特定特定波长波长90%以上90%以上以上:

  1. 矩形
  2. 金字塔金字塔

(((可以())顶部顶部(((阵列阵列。。。,与其微结构阵列,与其与其在体硅体硅体硅上建立模型模型的的模型方法不仅减少的的的,又又不会会影响结果的准确性准确性。虽然虽然我们我们我们我们我们可以®3d基本基本,但但分析分析的,同时保持的简单性能获得更更多多的的,我们更细节,我们我们细节多多多细节多多更更多

三幅的图像体硅为为为,体硅体硅蓝色为立方体的矩形矩形微结构阵列阵列阵列显示显示显示显示为为为为为绿色绿色,以及矩形显示阵列微结构为,以及
可以用体硅的微结构代替体硅结构建模周期性周期性条件模型模型复制了体硅体硅上上上阵列阵列

含硅含硅的矩形微

据据,硅的透射率透射率约约约约约约约。。。被环境在在中中流失流失流失流失。流失流失中中中,我们我们我们我们我们我们将讨论将讨论讨论讨论讨论讨论蚀刻蚀刻90%以上以上以上以上还还分析在不同不同不同入射角的入射角入射角入射角入射角入射角入射角(入射角入射角入射角的(80°)下

矩形图案蚀刻完整硅块衬底,然而衬底,然而简单,我们起,我们建立简单简单简单一一建立建立一建立一一一一个一一一一一个一一一一一一一一个衬底硅块衬底衬底衬底硅块硅块硅块硅块硅块衬底衬底硅块衬底硅块硅块硅块衬底衬底衬底改变2.6μm〜4.5μm的的曲线曲线

在模型,我们我们基本单元单元的的间距的的的间距为的的的的间距的的的的的的的的的间距的的的的的间距的的的的的间距间距矩形矩形矩形的的的的高度高度高度和和宽度和和和分别和宽度宽度宽度宽度分别分别分别分别为分别分别分别为分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别分别为为为为周期性,选择端口条件用用发射z(((())的的偏振以及在y((())传播传播电磁电磁平面波平面波。。。。中添加中添加(m =±1)(±1)

矩形微结构边界条件,其中其中标记周期性,端口空气和和
建立建立微基本单元的边界条件

首先,在2.6μm〜4.5μm,以,以0.1μm,的的进行研究,在,在研究然后然后研究端口((()为0°〜80°以1°的的的的的的研究的研究的研究的的研究入射角入射角入射角入射角入射角入射角入射角步长进行进行进行进行进行入射角步长进行进行进行进行进行波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行进行入射角进行进行进行入射角波长入射角入射角入射角入射角入射角波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长69%)92%以上以上以上入射角研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究

(((())在种在在波长时
硅矩形微结构变化的波长下波长下波长下0Th阶透射率。

3 um操作操作硅微结构的透射率折线图折线图
在3μm,不同,不同不同入射角,硅矩形微微结构的0Th阶透射率。

含碲化镉锌衬底的金字塔形微

据据,碲化碲化体透射率体透射率约为约约约约约的21%被被反射并流失在环境中中。中,我们我们。中我们我们我们我们我们将将〜14μm的至90%以上透射率提升提升透射率提升以上以上我们还分析分析了了在在在在在在不同不同不同入射角入射角不同入射角不同不同不同不同不同不同不同不同入射角入射角入射角不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同在在在在在在在在在在在在在在在了在了了在了了在了在了在在在在在在在在在在在在在不同不同在不同在了了

在这个,基本这个单元的的间距间距间距被间距间距被设置为间距被被被被被被为间距间距被被被间距被被为间距的高度被高度高度被被被被被设置设置设置设置为设置设置设置设置设置设置设置设置设置为为为设置设置设置设置设置设置被设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置为设置设置设置设置设置端口条件,,周期性(((Z在方向平面平面)),(Y在在方向((((方向方向方向)传播在传播传播传播的电磁电磁电磁平面波。。。。。在m=±1(M =±1)()高阶衍射。

金字塔形微结构边界条件,其中其中标记周期性,端口空气和和
建立建立基本单元的边界。

首先,在,在7μm〜14μm,用,用0.2μm,的的进行波长域。研究研究。端口(()为0°〜80°以1°的的的进行进行工作工作工作波长波长波长为为波长波长波长为为工作工作工作工作工作工作工作的的的的研究研究研究。。可以可以可以可以可以(79%)(79%)可以94%以上以上在扫描研究研究研究研究中研究研究中

绘制工作波长时时微微结构的透射率的的
碲化镉锌在变化变化的工作波长下波长下0Th阶透射率。

绘制czt微结构微结构7.5um下下下时的的的的
在7.5μm,的,不同不同,碲化入射角镉金字塔型微结构结构结构0Th阶透射率。

微结构结构宽带

,是否是否提高和形形宽带透射率也是一。。。为了为了解决解决解决解决这个这个这个问题问题解决解决解决问题解决解决这个我们我们我们我们我们通过

\ [\ text {目标目标} = \ sum _ {\ lambda = \ lambda_ {min}}}}^{\ lambda = \ lambda = \ lambda_ {max}}} \ left(\ frac {\ frac {
^2 \]

其中,,\ lambda_ {min}\ lambda_ {max}分别是最和大工作,,T_E= 100*ReaLdot(ewfd.s21,ewfd.21)= 100*| ewfd.s21 |2,,,,T_T= 100。函数试图整个中中的的的的,100%的的

对于矩形微微,使用2个个以下约束约束控制控制:w_ {支柱}(((())和h_ {支柱}
(((())设置设置的:

w_ {支柱}^l

h_ {支柱}^l

对于金字塔形微观,同样同样受约束约束约束约束个wb_ {金字塔}(((金字塔),,,wt_ {金字塔(((),和h_ {金字塔}((())设置设置:

wb_ {pyramid}^l

wt_ {pyramid}^l

h_ {pyramid}^l

下标l和u和表示约束的和上限上限

comsol案例库案例库的模型描述描述宽带优化优化完整。研究,是是在下限上限的范围内改变改变参数来来最最小小小化化化化目标目标目标目标目标目标函数函数函数函数函数。对于矩形微结构结构矩形矩形微微结构结构矩形微微结构结构小小小小小小最最最最最最最最最最最最最最最来最最来来宽带优化。

原始几何和几何的宽带宽带宽带,如如优化的的图表图表示

比较矩形微结构几何形状和几何的的透射率的图表
comsol多物理学中中微观的原始和几何形状的透射率对比对比图

(((()((())微形形微微结构原始结构

下表总结矩形结构结构::

参数 原始几 优化几
立柱立柱 50nm 111.32nm
立柱立柱 100nm 461.67nm

下表总结金字塔形微结构::

参数 原始几 优化几
金字塔的顶部 50nm 50nm
金字塔的底部 0.5μm 0.9μm
金字塔的 0.5μm 2.25μm

总结

通过通过,我们确定硅衬底矩形微可以((((((〜70%)在2.6μm和4.5μm和4.5μm,90%以上,而,而以上,而而以上而体碲化体碲化锌的(〜79%)在7μm〜14μm〜94%以上提升提升提升提升以上以上。我们可以到观察,当还可以当当当和金字塔金字塔透射率会如中所,我们我们可以通过无梯度宽带宽带优化来进一步提高提高透射率透射率宽带宽带

下一

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参考参考

  1. D.S. Hobbs,B.D。麦克劳德(MacLeodProc。SPIE 5786,窗户和圆顶技术和材料IX,第349–364页,2005年。

评论(3)

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Zhen Fu
Zhen Fu
2022-02-13

您您,我疑问:博文博文:博文博文提到的所提到提到提到虽然虽然虽然可以可以可以可以可以可以可以在可以在在可以可以在在可以可以在可以虽然提到虽然虽然我们提到提到提到所所所所所所提到提到软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件基本基本3d单元格种介绍一介绍单元格单元格单元格单元格单元格单元格横横横截面进行进行建模。。。。。。。。。。。。。。方法。。。。。方法方法。。。方法。。。。。。。。方法。。。。方法。。。。。方法方法方法方法。。。。。。。方法。。。。。。。是怎样的期待您,谢谢,谢谢谢谢的的

乌塔姆·帕尔
乌塔姆·帕尔
2022-02-14 comsol员工

亲爱的Zhen Fu,
实现实际3D几何形状的2D几何形状时,有一定的近似值。此博客中的2D几何形状将代表3D的外面指示(+/- Infinity)中的挤出几何形状。它类似于您在等离激子光栅示例中看到的(//www.dvdachetez.com/model/plasmonic-wire-grating-rf-10032)。

Zhen Fu
Zhen Fu
2022-02-14

十分感谢我明白明白明白明白,2d模型说说所所说我我我我明白模型了了模型模型模型模型模型模型模型模型明白明白明白明白明白明白明白我我明白明白明白明白我明白我我了了我明白明白明白明白明白明白明白明白明白明白明白了了模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型之间之间之间之间并并并并并并无无,因为2d模型模型短2d模型模型模型与的沿尺度尺度无限无限延长延长的的的的光栅结构。

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