Learning Forum

[AmLiang]

 老师您好，我想请问一下关于fdtd的非线性材料的仿真问题。

首先，我是仿真的这篇文章所说的各种结果

13-APL-Orders of magnitude enhancement of optical nonlinearity in subwavelength metal-nonlinear dielectric gratings.pdf

[Guilin Sun]

这很可能是因为Autoshuoff max 太小了：
入射的振幅是多少？用你计算机能计算的最大数值设置在这里，例如1e31 ，你试一下看看。

[AmLiang]

因为要激发介质的非线性特性，所以我认为入射振幅应该要是比较高吧？因此我设置的入射的振幅是2e+7（是在这里设置的吧？）

我把振幅改小了之后的确是不发散了，那感觉应该是在振幅的设置问题上，但是好像也没有跑出来想要的结果。。。是我光源的设置和结果解析的isf文件不能完全照搬环形谐振腔的文件吗？那我应该如何正确设置光源和解析结果？
顺带一提，我也想问一下

在程序这里设置的振幅amp好像并没有加载到光源上？这两个amplitude好像是独立的？？

[Guilin Sun]

"我把振幅改小了之后的确是不发散了"这说明你应该将Autoshuoff max增加到计算机能处理的最大值，你试没有？没有试的话我就无法进一步帮助了。你要考虑到谐振腔内最大的驻波强度，至少是你入射振幅的4倍。 我认为脚本是适用的，amp 已经添加到信号里了，你检查一下看看。它是根据光学强度换算为振幅的。Ansys Insight: 光学强度、功率、电场强度平方的关系以及电磁能量

[AmLiang]

"我把振幅改小了之后的确是不发散了"这说明你应该将Autoshuoff max增加到计算机能处理的最大值，你试没有？没有试的话我就无法进一步帮助了。你要考虑到谐振腔内最大的驻波强度，至少是你入射振幅的4倍。

我认为脚本是适用的，amp 已经添加到信号里了，你检查一下看看。它是根据光学强度换算为振幅的。Ansys Insight: 光学强度、功率、电场强度平方的关系以及电磁能量

https://forum.ansys.com/discussion/comment/151276#Comment_151276

我查看设置光源的时间信号，其信号振幅是不随我在amplitude所设置的值所变化的，是固定的（下为时间信号图像显示，为减信号）
这证明了其实我在上边的截图中，程序文件amp的设置是有效的，那么光源编辑中的amplitude的设置影响的是什么呢？我记得amplitude是电场强度？那这个是哪里的电场强度？
然后是我的电脑Autoshuoff max似乎是1e+308，再增加会提示我“the input value could not be converted to a num”，而这对于我在光源amplitude设置的2e+7这个数值依然是发散的。不过其实我要更改振幅的话应该是在程序文件里面更改吧?
还有就是，对于相同的设置来说（因为两个文件我是直接复制的，然后是isf文件生成不同的输入光而已），我不清楚为什么点监视器snapshot会有不同（下图中第一个是forward，第二个是reverse的）

[Guilin Sun]

"我查看设置光源的时间信号，其信号振幅是不随我在amplitude所设置的值所变化的，是固定的"
你要从时间监视器里面看：

你看的是原始的光源信号。
Amplitude就是将光源本身的信号乘这个数值。缺省的信号幅度是１　，所以Amplitude设置为１０　结果就是１０.这个不可能出错。
“然后是我的电脑Autoshuoff max似乎是1e+308”应该不需要如此大的数值，实际上也不是这个值：

你光源信号已经很强，再设置很多的Amplitude，两者相乘更大了！
建议：将脚本里的振幅AMP设置为１，然后在AMPLITUDE那里改变振幅可能更好更直观。
你可能需要再琢磨一下。
  “不过其实我要更改振幅的话应该是在程序文件里面更改吧?”不知道你说的程序文件是指什么。你只需要修改Amplitude就足够了，理解它们的意义就好办了。
“还有就是，对于相同的设置来说（因为两个文件我是直接复制的，然后是isf文件生成不同的输入光而已），我不清楚为什么点监视器snapshot会有不同（下图中第一个是forward，第二个是reverse的）”　信号长度不同的话，时间监视器估算的监测点数也不同，不需要考虑这个。

[AmLiang]

老师，我还有一个问题就是，因为我设定的光强度是随着时间增加或减少的，但是在我的仿真时间结束之后，似乎还没有完全收敛（因为进度条是到了100%，log文件里面显示的auto shutoff也一直是1），但是我们平时使用的增加仿真时间的方法应该不太适用吧？因为我光强度变化只适用于脚本所设定的时间，后面的话光强度就似乎会回落到1，那这个如果还增加仿真时间的话，结果应该是不合理的吧？那请问我应该怎么做呢？是增加auto shutoff的值吗？那这样会不会也是不收敛的呀？

[Guilin Sun]

"进度条是到了100%，log文件里面显示的auto shutoff也一直是1" ， 这个与要的仿真结果有关。常规的仿真方法或者要频域结果，需要长时间使得信号彻底衰减，以便得到准确的傅里叶变换；或者要时域结果，指定时间长度即可。双稳态不太一样，因为它需要振幅随时间变化的频域结果，如果如常仿真，将得不到所需要的结果，因此，分析脚本里面对没有衰减很严重的信号做光滑化处理，用了高斯函数
filter1 = 2*exp(-(w-w0)^2/(150e12)^2);
所以，要得到很好的结果，需要调整仿真时间和高斯窗口函数，以便得到期望的结果。