建模

发光体设置

设置发光层与发光体参数

本篇介绍在 Structure 中标记发光层并设置 Emitter 的光谱、位置、取向和效率。完成后,你可以为发光仿真建立可用的发光源。

阅读前提:先完成结构配置

标记发光层

在 Structure 页的层列表中,每个 Layer 行都有 Emis. 列(列头 Emis.)。点击该列的拨动开关,即可将该层标记为发光层(EML)。

开启行为

  • 若该层的发光体列表为空,系统自动添加一个默认发光体(名称 发光体 1),并展开发光体编辑器。
  • 发光体编辑器以展开行的形式附在该层下方,可通过点击层类型列中的 EML 标签折叠/展开。

关闭行为(非破坏性)

  • 关闭 Emis. 开关不会删除已有的发光体数据;编辑器仅收起,数据保留。
  • 重新开启后,原有发光体列表完整恢复。

多 EML 支持

多个层可同时标记为 EML,每层持有独立的发光体列表,互不影响。

Layer Group 内嵌层

Layer Group 内部的 Layer 同样支持 Emis. 开关。Optics 页在统计是否存在 EML 时,会同时检查顶层和组内的所有层。

计算进行中时,Emis. 开关和发光体编辑器均被锁定,无法修改。

发光体编辑器

发光体编辑器展示该层的全部发光体卡片。每张卡片顶部有启用/禁用开关、上移、下移、复制和删除操作;卡片主体为 4 列网格,包含以下所有字段。

字段控件 / 范围 / 单位含义(一行说明)
发光体名称 Emitter name文本输入;默认 发光体 {index}仅用于显示与区分,无物理意义
光谱类型 Spectrum Type下拉选择:Unit White / File;默认 Unit WhiteUnit White 代表平坦单位光谱;File 使用自定义光谱文件
光谱单位 Spectrum Unit下拉选择:Probability / Power;默认 Probability声明光谱纵轴是每单位波长的光子数,还是每单位波长的辐射功率
光谱文件 Spectrum File文件上传(.txt / .pl,≤ 2 MB,两列:波长 强度);仅当光谱类型 = File 时显示外部量测或理论发射光谱,替代平坦白光假设
偶极取向 Dipole Orientation下拉选择:Isotropic / Parallel / Perpendicular / Custom;默认 Isotropic偶极取向影响 TE/TM 耦合比和远场角分布;详见理论页
垂直占比 Vertical Fraction (0-1)滑块 + 数值输入;范围 0–1,步进 0.01;仅当取向 = Custom 时启用;默认 ≈ 0.333垂直(perpendicular)偶极的比例:0 = 全平行,1 = 全垂直,1/3 = 各向同性
分布 Distribution下拉选择:Delta / Exponential / Gaussian / File;默认 Delta发光体在层厚方向的空间分布类型;详见下方「偶极分布」节
位置 Position (0-1)滑块 + 数值输入;范围 0–1,步进 0.01;默认 0.5;分布类型 = File 时隐藏发光体在层内的相对位置:0 = 靠近上表面(入射侧),1 = 靠近下表面(透射侧)
宽度 Width数值输入 + 单位选择(nm / um / mm);> 0;默认 10 nm;分布 = Delta 时禁用高斯标准差或指数衰减长度;分布在层内采样后重新归一化
采样点数 Samples整数输入;范围 1–100;默认 10;分布 = Delta 时禁用用于近似分布的点偶极数量;Delta 仅使用单个点
分布文件 Distribution File文件上传(.txt / .csv,≤ 2 MB,两列:位置 密度);仅当分布 = File 时显示任意形状的自定义发光位置分布
转换效率 Conversion Efficiency (0-1)滑块 + 数值输入;范围 0–1,步进 0.01;默认 1电荷平衡因子 × 自旋统计因子的乘积;量化注入电荷转化为激子的概率。详见理论页
量子效率 Quantum Efficiency (0-1)滑块 + 数值输入;范围 0–1,步进 0.01;默认 1本征辐射量子效率 q₀,经 Purcell 效应修正后得到有效量子效率。详见理论页
倍增因子 Multiplication Factor数值输入;≥ 0,步进 0.1;默认 1对该发光体的强度施加线性缩放,用于多发光体相对权重调节
寿命 Lifetime数值输入 + 单位选择(ns / us / ms);> 0,步进 0.1;默认 1 ns本征辐射寿命,由 Purcell 因子修正后得到有效寿命。详见理论页

选择光谱单位

Probability 表示光子数谱,适用于大多数按光子计数得到的 PL / EL 光谱;Power 表示辐射功率谱,仅适用于已经按功率标定的光谱。两种口径通过单光子能量换算:

Eγ(λ)=hcλ,ΛP(λ)=ΛN(λ)Eγ(λ)E_\gamma(\lambda)=\frac{hc}{\lambda},\qquad \Lambda_P(\lambda)=\Lambda_N(\lambda)E_\gamma(\lambda)

其中,Eγ(λ)E_\gamma(\lambda) 是波长 λ\lambda 处的单光子能量,hh 是普朗克常数,cc 是真空光速;ΛN(λ)\Lambda_N(\lambda) 是光子数谱密度,ΛP(λ)\Lambda_P(\lambda) 是辐射功率谱密度。由于短波光子的能量更高,同一组纵轴数值分别声明为 ProbabilityPower 时,会代表不同的物理光谱。

目标推荐设置
实测 PL / EL 光谱、普通 .pl 文件Probability
已按 W/nm 等功率单位标定的光谱Power
排除特定 PL 谱形,比较整段波长上的 ModeUnit White + Probability

Unit White 只表示光谱在所选单位下保持常数。Unit White + Probability 是平坦光子谱;Unit White + Power 是平坦功率谱,换算成光子数后会对长波赋予更高权重。

切换光谱单位不会自动改写光谱文件中的纵轴数值。若要用另一种单位表达同一物理光谱,请先按上式完成逐波长换算。多个发光体参与强度或颜色合成时,还应使用一致的光谱归一化方法。

偶极分布

「分布」字段决定发光偶极子沿层厚方向的空间剖面。

类型含义宽度 / 采样点数
Delta(点)单点偶极,集中在「位置」处宽度和采样点数禁用(固定单点)
Exponential(指数)以「位置」为峰,按指数规律衰减,「宽度」为衰减长度宽度和采样点数均可设置
Gaussian(高斯)以「位置」为中心,「宽度」为标准差的高斯剖面宽度和采样点数均可设置
File(文件)从文件读取任意分布;「位置」字段隐藏宽度和采样点数禁用

点击「分布」下拉框旁的预览按钮,可在对话框中查看当前参数下的采样点分布曲线。

分布在层内采样后会重新归一化,使总积分等于 1,因此绝对振幅由「倍增因子」和「转换效率」决定,与分布剖面无关。

转换效率描述电荷形成发光激子的概率。对单个发光体,它会线性缩放 Intensity 和 Power Dissipation,但不会改变相对 Mode 组成;多个发光体同时存在时,不同转换效率还会改变它们在合成 Mode、光谱和颜色中的相对权重。

验证规则

位置(Position) 必须严格介于 0 和 1 之间,不可等于 0 或 1。边界处偶极子与界面重合,计算无效。
宽度(Width) 必须大于 0。设为 0 或负值时,编辑器会显示警告,且无法启动计算。
转换效率(Conversion Efficiency)量子效率(Quantum Efficiency) 必须大于 0。值为 0 时发光贡献为零,系统会给出提示。
倍增因子(Multiplication Factor) 必须大于 0。值为 0 表示该发光体不参与计算。
寿命(Lifetime) 必须大于 0。
光谱文件(Spectrum File)分布文件(Distribution File) 大小不得超过 2 MB,且必须包含恰好两列数据(波长-强度 或 位置-密度)。文件格式不符时会显示解析失败提示。

下一步

完成发光层和发光体的配置后,前往 发光探测器 选择要运行的发光仿真探测器(Power Dissipation、Intensity、Mode)并配置其波长范围。

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