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 VectorAbsorption DensityElectric FieldRefractive 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Optics > Depth Distribution 中勾选目标探测器
相干条件Normalized Poynting VectorAbsorption DensityElectric 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RunRun 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 DensityLayer 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 FieldNormalized Poynting Vector波长窗口、incidentAnglepRatio
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 Angle
pRatio0.5
基础探测器ReflectanceLayer Absorption
深度探测器Normalized Poynting VectorAbsorption DensityElectric FieldRefractive 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 Angle
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 wavelengthdepthITO 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 AbsorptanceLayer 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。

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. Absorptance 确认是否存在显著总吸收。
  2. Layer Absorption 定位问题层。
  3. Absorption DensityElectric 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 AbsorptionAbsorption 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 ReportR / 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。

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