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-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 ※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

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

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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