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Fujitsu

Japan

Poynting for Optics 解析事例
回折格子

Poynting とVOXEL-LINKを用いた回折格子の解析事例を紹介します。

解析対象

解析対象は、屈折率に周期的な分布を持つ回折格子モデルです。

図1 屈折率に周期的な分布を持つ回折格子イメージ

図1 屈折率に周期的な分布を持つ回折格子イメージ

この例では、回折格子モデルをVOXELデータで作成します。VOXELデータとは、三次元の構造物の形状を微小な立方体(VOXEL)の集合で表現するデータの事です。

図2 VOXELデータ例

図2 VOXELデータ例

VOXEL-LINK

VOXEL-LINKは、テキスト形式で記述されたVOXELデータをPoyntingデータに変換するためのオプション機能です。
これにより、他のシステムから出力されたVOXELデータをPoyntingで解析することが可能になります。

図3 VOXEL-LINKの概要

図3 VOXEL-LINKの概要

VOXELデータ

VOXEL-LINKにおける、VOXELデータは以下の三種類のデータで構成されています。

Gridファイル

  • 解析領域サイズおよび格子間隔を定義します。

表1 Girdファイル書式

X軸の格子数 Y軸の格子数 Z軸の格子数
X軸の格子間隔 Y軸の格子間隔 Z軸の格子間隔
図4 Gridファイル例

図4 Gridファイル例

Mediumファイル

  • VOXELの物性情報を定義します。注)屈折率は比誘電率に変換して入力します。

表2 Mediumファイル書式

ID Name Permittivity Conductivity Permeability Density
物性番号 名称 比誘電率 導電率 比透磁率 密度
図5 Mediuimファイル例

図5 Mediuimファイル例

Indexファイル

  • 個々のVOXELの三次元位置と物性番号の組み合わせを定義します。

表3 Indexファイル書式

X方向のインデックス Y方向のインデックス Z方向のインデックス 物性番号
図6 Indexファイル例

図6 Indexファイル例

表計算マクロ例

この例のように単純かつ周期的な構造を持つモデルの場合、表計算マクロを用いてVOXELデータを作成すると効率的です。このモデルを作成した際に使用したマクロの一部を示します。

図7 表計算マクロ例

図7 表計算マクロ例

解析結果

VOXEL-LINKを用いて作成した回折格子モデルと、そのモデルにおける電界強度分布を示します。

図8 作成した回折格子モデル(屈折率の異なる箇所で色分けされています)

図8 作成した回折格子モデル(屈折率の異なる箇所で色分けされています)

図9 電界強度分布(Z成分)

図9 電界強度分布(Z成分)

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