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Ansys Insight: Fdtd中是如何计算对不同波长的响应的 — Ansys Learning Forum

Ansys Insight: Fdtd中是如何计算对不同波长的响应的

gsungsun Ansys Employee Posts: 227

如何计算对不同波长的响应:通过对时间信号作傅里叶变换得到不同波长的稳态单色CW结果:

线性光学仿真一般要对光源的光谱作归化:

因此结果与光源的光谱分布无关。

所以,要得到不同频率或者是单个频率的结果,只需要在光源设置里面给出适当的频谱就可以了。

如何将材料的电磁参数n,k相联系上:首先需要某种特殊形式的解析表达式来表征材料特性,然后用某种方法带入FDTD中,常见的有ADE法、PLRC法等,详细算法请参考FDTD专著。FDTD需要先知道材料折射率才可以仿真。

最后得到的电场或者磁场是一个随时间变化的量,如何保证得到的是稳态下解

这是很多初学者常问的问题,因为大家不是做算法的。如果这样说可能更容易明白:

在FDTD算法中或者在程序运行中, FDTD计算的电场磁场等量随时间变化,这是时间域算法。

根据光源的不同,实际上有两种方法得到结果:

1:用单色波激励,一次计算一个波长,那么,用FDTD计算后,直接给出仿真结束时的结果是场的实部。 有的软件就是这么给的结果,这时结果与时间有关,也就是仿真结束的时间;

2:采用脉冲宽光谱激励,这时才显示出FDTD算法的优点,需要使用专门的监视器作傅里叶变换,得到的是与时间无关的频域的振幅(Lumerical 软件可以给出颇印庭矢量和功率等)。一次仿真,宽谱结果。参见前面说明, 以及

Ansys Insight: FDTD 为什么采用脉冲光源激励而不采用正弦波光源

因为脉冲通过仿真区以后,如果在时间域看,场是零(严格说是近似为零)。

因此,FDTD是时间域算法,用时间监视器可以得到随时间变化的场;而频域监视器是通过对时间信号作傅里叶变换得到的与时间无关的频域的场,是复数,有绝对振幅和位相信息。

希望这个回答能帮助你理解,也让更多的人了解。

平面波光源里面有一个amplitude和phase,它们具体指什么呢,输入的也不是简谐波啊,另外改变振幅大小,频域监视器电场的值也会成倍的增大,归一化也没消除这种影响啊

首先,Lumerical 的FDTD很少使用简谐波,而是脉冲光源;

我说的是归化,并没有说是归一化。归化是对光源时间信号的频谱归化的,你看看光源的频谱,它不随你设置的振幅而变。

改变振幅大小,频域监视器电场的值也会成倍改变是我们期望的。

但是在线性光学仿真时,一般不需要改变振幅大小,用1就可以。

phase是指光源是初位相。

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