优化分析

深度探测器分析

深度分布、局部吸收与场增强分析

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 SamplingSingle
Wavelength550 nm
Incident Angle0°
pRatio0.5
基础探测器Reflectance、Layer Absorption
深度探测器Normalized Poynting Vector、Absorption Density、Electric Field、Refractive Index
Depth Resolution10 nm

波长扫描光学参数

项目设置
Wavelength SamplingSweep
波长范围400-900 nm
步长20 nm
Incident Angle0°
pRatio0.5
Depth Resolution10 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FromToStep
structure/ITO/thickness2012020

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:

  1. 用 Absorptance 确认是否存在显著总吸收。
  2. 用 Layer Absorption 定位问题层。
  3. 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。

Copyright © 2026 Dreapex