Poynting for Optics
回折格子
Poynting とVOXEL-LINKを用いた回折格子の解析事例を紹介します。
解析対象
解析対象は、屈折率に周期的な分布を持つ回折格子モデルです。
図1 屈折率に周期的な分布を持つ回折格子イメージ
この例では、回折格子モデルをVOXELデータで作成します。VOXELデータとは、三次元の構造物の形状を微小な立方体(VOXEL)の集合で表現するデータの事です。
図2 VOXELデータ例
VOXEL-LINK
VOXEL-LINKは、テキスト形式で記述されたVOXELデータをPoyntingデータに変換するためのオプション機能です。
これにより、他のシステムから出力されたVOXELデータをPoyntingで解析することが可能になります。
図3 VOXEL-LINKの概要
VOXELデータ
VOXEL-LINKにおける、VOXELデータは以下の三種類のデータで構成されています。
Gridファイル
- 解析領域サイズおよび格子間隔を定義します。
表1 Girdファイル書式
| X軸の格子数 | Y軸の格子数 | Z軸の格子数 |
| X軸の格子間隔 | Y軸の格子間隔 | Z軸の格子間隔 |
図4 Gridファイル例
Mediumファイル
- VOXELの物性情報を定義します。注)屈折率は比誘電率に変換して入力します。
表2 Mediumファイル書式
| ID | Name | Permittivity | Conductivity | Permeability | Density |
|---|---|---|---|---|---|
| 物性番号 | 名称 | 比誘電率 | 導電率 | 比透磁率 | 密度 |
| … | … | … | … | … | … |
図5 Mediuimファイル例
Indexファイル
- 個々のVOXELの三次元位置と物性番号の組み合わせを定義します。
表3 Indexファイル書式
| X方向のインデックス | Y方向のインデックス | Z方向のインデックス | 物性番号 |
|---|---|---|---|
| … | … | … | … |
図6 Indexファイル例
表計算マクロ例
この例のように単純かつ周期的な構造を持つモデルの場合、表計算マクロを用いてVOXELデータを作成すると効率的です。このモデルを作成した際に使用したマクロの一部を示します。
図7 表計算マクロ例
解析結果
VOXEL-LINKを用いて作成した回折格子モデルと、そのモデルにおける電界強度分布を示します。
図8 作成した回折格子モデル(屈折率の異なる箇所で色分けされています)
図9 電界強度分布(Z成分)
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