开始使用

快速开始

搭建 DBR 结构完成第一次计算

本章搭建一个简单的分布式布拉格反射镜(DBR),完成一次基准计算,并读取第一组频谱结果。完成后,你将掌握 Dreapex TMM 的最小操作闭环:结构建模 → 光学配置 → 运行 → 结果读取。

适用范围

本章覆盖的操作路径:

  1. Structure 中搭建一个 5 周期 TiO2/SiO2 DBR 结构。
  2. Optics 中确认入射条件与探测器。
  3. 通过顶部工具栏执行一次普通计算。
  4. Logs 中确认任务完成。
  5. 在结果页读取反射率禁带特征。

现阶段不引入入射光谱、颜色计算、参数扫描或优化。先建立稳定基线,再进入高级功能。

界面功能分区

开始建模前,先识别文档中会反复使用的四个界面区域。

区域主要内容作用
顶部工具栏RunRun SweepRun OptimizerStop、文档链接(书本图标)及全局控制项提交计算任务、访问文档站点并控制执行
左侧导航ModelOptimizationInformationResultsSettings在建模、求解与结果分析页面之间切换
主工作区参数表单、图表、表格与日志内容承载当前页面的输入或输出
底部状态栏校验状态、分组错误与可运行性反馈在运行前后提供状态与诊断信息

左侧负责切页,顶部负责运行,中央负责操作和读结果,底部 Footer 负责显示校验和诊断状态。顶部工具栏中的书本图标可直接打开本文档站点。

搭建 DBR 结构

本章使用一个 5 周期 TiO2/SiO2 四分之一波堆栈作为基准模型。该结构在可见光波段会产生明显的高反射禁带,适合作为第一个仿真案例。

目标结构:Air / (TiO2 / SiO2) × 5 / Air

设置环境介质

  1. 打开 Structure 页面。
  2. 确认 Incidence MediumAir-in(常数折射率 n = 1)。
  3. 确认 Transmission MediumAir-out

清空默认层并创建 Layer Group

  1. 选中结构表中的默认层,点击 Delete 逐个删除,直到表格为空。
  2. 点击工具栏 Add 右侧的下拉箭头,选择 Layer Group
  3. 将 Layer Group 命名为 DBR Period,设置重复次数为 5

配置 Layer Group 内部子层

点击结构表中 DBR Period 行的 Edit Layer Group 进入编辑对话框:

  1. 第一子层命名为 TiO2,厚度设为 58 nm,折射率模型选择 File
  2. 通过 RI 数据库浏览器搜索 TiO2,选择 main/TiO2/nk/Devore,确认应用。
  3. 新增第二子层,命名为 SiO2,厚度设为 95 nm,折射率模型选择 File
  4. 通过 RI 数据库浏览器搜索 SiO2,选择 main/SiO2/nk/Malitson,确认应用。
  5. 关闭 Layer Group 编辑对话框。
58 nm95 nm 是按中心波长 ~550 nm 的四分之一波条件估算的近似值(d=λ/4nd = \lambda / 4n)。精确值取决于材料的折射率色散,不必精确到个位数。

检查结构

配置完成后,结构表应如下:

顺序类型名称重复次数子层
1GroupDBR Period5TiO2 (58 nm) + SiO2 (95 nm)

环境介质:Air-in / Air-out

确认底部状态栏显示无校验错误后,进入下一步。

确认光学参数

  1. 打开 Optics
  2. 保持 Incident Angle = 0°
  3. 保持 pRatio = 0.5
  4. 保持波长模式为 Sweep
  5. 设置波长范围:From = 430 nmTo = 800 nmStep = 2 nm430 nm 对应 TiO2 Devore 数据的最短可用波长)。
  6. 确认 RTALayer Absorption 处于启用状态。
  7. 保持 Incident SpectrumVisible Color 关闭。

如果此时 Run 仍为禁用状态,说明模型仍有校验错误。应先返回 StructureOptics 修正无效字段,再继续。

运行与日志确认

在顶部工具栏点击 Run

标准运行流程如下:

  1. 软件提交当前模型进行计算。
  2. 界面切换到 Logs
  3. 日志区域显示任务是否已启动、已完成或失败。

第一次运行时,进入结果页之前应先在 Logs 中确认以下事项:

  1. 任务已被成功接受并开始执行。
  2. 任务已正常完成。
  3. 未出现阻断性错误。

如果任务没有启动,通常是因为输入仍未通过校验;如果任务启动但未完成,应先根据日志定位问题,再返回模型页面修正。

结果读取

计算成功后,按以下顺序查看结果页:

  1. Reflectance
  2. Transmittance
  3. Absorptance
  4. Layer Absorption

前三项建立整体能量分配图景,Layer Absorption 用于判断吸收在膜系内部的分布位置。

读取 DBR 反射率结果时,应关注以下特征:

  1. 禁带区域:可见光中段(约 480–740 nm),反射率接近 1,形成明显的高反射平台。
  2. 禁带边沿:带边位置处反射率从高值快速下降到低值,形成陡峭的过渡区。
  3. 旁瓣振荡:禁带两侧出现等间距的振荡峰,这是有限周期数导致的正常特征。
  4. 能量守恒:对同一波长点,R + T + A 应接近 1。TiO2 和 SiO2 在可见光波段接近无损耗材料,Absorptance 应非常小。

如果某些结果项仍然处于禁用状态,通常表示本次计算未生成该类结果。这是配置结果,不必直接视为软件错误。

基本物理校验

第一次计算完成后,可用以下规则判断结果是否满足基本物理一致性:

  1. 禁带内 Reflectance 应接近 1,对应的 Transmittance 应接近 0
  2. 禁带两侧 Transmittance 恢复,Reflectance 降低并出现旁瓣振荡。
  3. R + T + A ≈ 1 在所有波长点成立。
  4. Layer Absorption 中各层吸收之和应与总 A 一致。

若上述检查不成立,建议按以下顺序排查:

  1. 确认 Layer Group 内部两层的材料和厚度输入正确。
  2. 确认 Logs 中显示任务已成功完成。
  3. 确认当前会话没有恢复旧草稿,导致模型已偏离本章基线。

首个参数对比

在进入后续章节前,做一次受控对比以直观理解 DBR 的参数敏感性:

  1. 保持当前 5 周期 DBR,记录 Reflectance 曲线中的禁带宽度和峰值反射率。
  2. 将 Layer Group 的重复次数从 5 改为 3,重新运行。
  3. 对比两次结果:周期数减少后,禁带内反射率下降,带边变得不够陡峭。

这组对比隔离了单一参数(周期数),并直观展示了 DBR 的核心设计规律:增加周期数可提高禁带内反射率和带边陡峭度。

下一步

当你能够稳定重复这条基准流程后,建议按以下顺序继续:

  1. 阅读 结构配置,理解每一列结构参数及其编辑逻辑。
  2. 阅读 光学参数,理解波长模式、探测器分组与光源设置。
  3. 随后进入 参数扫描 进行系统参数研究,或继续阅读结果章节进行更细致的结果分析。
Copyright © 2026 Dreapex