深度探测器分析
本页覆盖 Normalized Poynting Vector、Absorption Density、Electric Field 与 Refractive Index。该组探测器用于层内位置分析。系统级结果见 基本光学结果,层级吸收归因见 RTA 与层吸收分析。
对应结果页:
前置条件
| 条件 | 当前要求 |
|---|---|
| 探测器启用 | 在 Optics > Depth Distribution 中勾选目标探测器 |
| 相干条件 | Normalized Poynting Vector、Absorption Density、Electric Field 要求全结构相干 |
| Depth Resolution | 启用深度探测器后设置,控制深度采样点数 |
| 分析入口 | Run 与 Run Sweep |
| 直接优化 | 当前不支持深度量作为直接目标 |
探测器分工
| 探测器 | 主要信息 | 主要用途 |
|---|---|---|
Normalized Poynting Vector | 深度方向上的归一化能流 | 能量传输、界面前后能流变化 |
Absorption Density | 局部耗散强度 | 吸收位置、寄生损耗位置 |
Electric Field | 电场幅值或相位的空间分布 | 驻波节点、场增强、界面模定位 |
Refractive Index | 深度展开后的折射率背景 | 对照层边界和热图区段 |
适用场景
| 场景 | 优先结果量 | 推荐扫描 |
|---|---|---|
| 寄生吸收定位 | Absorption Density、Layer Absorption | 波长窗口、厚度 |
| 腔场增强分析 | Electric Field | 波长窗口、厚度、incidentAngle |
| 界面模、缺陷模、腔模定位 | Electric Field、Normalized Poynting Vector | 波长窗口、incidentAngle、pRatio |
| 驻波节点与反节点检查 | Electric Field | 波长窗口、厚度 |
| 优化后回查 | 深度探测器 + R / T / A | 先优化,再回查局部结果 |
基线模型
结构

该示例仍使用 ITO 40 nm + Substrate 1 um。与椭偏分析相同,结构保持相干,便于读取层内场分布。
单波长光学参数

| 项目 | 设置 |
|---|---|
| Wavelength Sampling | Single |
| Wavelength | 550 nm |
| Incident Angle | 0° |
| pRatio | 0.5 |
| 基础探测器 | Reflectance、Layer Absorption |
| 深度探测器 | Normalized Poynting Vector、Absorption Density、Electric Field、Refractive Index |
| Depth Resolution | 10 nm |
波长扫描光学参数

| 项目 | 设置 |
|---|---|
| Wavelength Sampling | Sweep |
| 波长范围 | 400-900 nm |
| 步长 | 20 nm |
| Incident Angle | 0° |
| pRatio | 0.5 |
| Depth Resolution | 10 nm |
单次运行
Electric Field 线图

该图对应单波长、无 Sweep 参数的结果。横轴为深度,阴影区标出层区域。适合读取:
- 驻波节点和反节点的位置
- 目标层是否位于高场区
- 界面附近是否出现局部增强
该示例中,ITO 层较薄,主振荡发生在基底区。此类结构适合先确认场分布是否进入目标层,再决定是否继续扫厚度。
Normalized Poynting Vector 线图

该图显示不同厚度下的归一化能流沿深度基本保持平稳,仅在不同厚度之间存在整体水平差异。适合读取:
- 能量是否在结构内部平稳传输
- 某些厚度是否引入额外能流损失
Normalized Poynting Vector 更适合与 Absorption Density 联读。单看该图无法判断吸收发生在哪一层。
单参数扫描
扫描设置

| 参数 | From | To | Step |
|---|---|---|---|
structure/ITO/thickness | 20 | 120 | 20 |
Electric Field 热图

该图固定 560 nm,横轴为深度,纵轴为 ITO thickness。适合读取:
- 厚度变化是否推动节点和反节点整体平移
- 高场区是否进入目标层
- 哪些厚度区间的空间分布更稳定
热图是深度结果的主视图。单参数扫描时,热图比线图更适合比较多个结构。
Electric Field 3D 散点图

该图保留 wavelength、depth 与 ITO thickness 三个维度。适合读取:
- 场增强是否沿某一波长-厚度轨迹连续存在
- 极值是局部热点还是连续带状分布
- 不同厚度的共振位置是否系统性漂移
3D 散点图适合识别趋势。局部极值的准确位置仍应回到线图或热图确认。
Absorption Density 热图

该基线模型中的局部吸收密度接近零,结果接近均一背景。该图用于说明两点:
Absorption Density只有在结构内部存在显著局部耗散时才会给出强对比- 若图像几乎均一,应先回查
Absorptance和Layer Absorption,确认是否确实缺少局部吸收
深度热图无明显结构,并不等于结果错误。它可能仅表示该基线结构在当前波段内局部损耗很弱。
与 Layer Absorption 的关系
| 结果页 | 分辨层级 | 主要用途 |
|---|---|---|
Layer Absorption | 按层 | 先确定哪一层在吸收 |
Absorption Density | 层内位置 | 再确定该层内部哪个位置在吸收 |
Electric Field | 场分布 | 检查吸收是否与高场区重合 |
推荐判读顺序:
- 用
Absorptance确认是否存在显著总吸收。 - 用
Layer Absorption定位问题层。 - 用
Absorption Density与Electric Field判断层内位置和场增强区域。
推荐扫描顺序
| 目标 | 推荐顺序 |
|---|---|
| 定位局部吸收 | Layer Absorption → Absorption Density 热图 → Electric Field |
| 检查界面模或腔模 | Reflectance 或光谱结果 → Electric Field 热图 → Electric Field 3D |
| 优化后回查 | Optimization Report → R / T / A → 深度结果 |
与优化器的关系
| 项目 | 当前状态 |
|---|---|
| 深度量直接优化 | 未支持 |
| 推荐用途 | 优化后的物理图像验证 |
深度探测器的标准位置在优化之后。先用 R / T / A 建立候选结构,再用深度结果检查局部场分布是否合理。
结论边界
- 深度探测器适用于一维分层结构的内部场量分析。
- 当前结果不应用于横向图形结构、散射结构或二维、三维模式分析。
Refractive Index主要用于结构背景,不单独作为性能判据。
案例入口
具体结构与完整流程见 Case Studies。后续案例将覆盖寄生吸收定位、界面模、腔增强吸收和优化后深度回查等主题。
下一步
当前 Analysis 章节已经覆盖三类主要探测器。继续阅读 Case Studies,进入具体应用场景的完整配置、扫描与优化流程。