Photonics – Chinese

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Ansys Insight: FDTD 如何设置圆偏振光

    • Guilin Sun
      Ansys Employee
      FDTD 缺省的平面波和TFSF光源都是线偏振,要得到圆偏振振光结果,有[两种方法],都是根据定义来设置的,如果不熟悉,请先找参考书看一下定义和解释 (https://kb.lumerical.com/en/index.html?ref_sim_obj_planewave_circular_polarization.html 539 ):

      1:一个仿真文件双光源

      直接在仿真区添加 两个位置相同偏振垂直且位相相差90度的两个线偏振光源。例如沿Z轴入射,则应添加沿X和Y的线偏振光,并且

      phase(Ex) = 0

      phase(Ey) = +(-)90

      这里,± 将取决于你如何定义左旋和右旋。需要注意的是,我们软件的空间位相是phase(Ex) = +kz。

      优点:只需要一次仿真;

      缺点:只能是圆偏光,不能是任意的椭圆偏光;仿真时不能使用对称性边界条件。

      2:双仿真文件单光源

      设置两个相同的文件,只是光源偏振正交。即

      phase(Ex) = 0

      phase(Ey) = 0

      分别仿真,然后利用脚本将两个仿真结果的相加:例如

      Ex=Ex1+a e^{+(-)1i*pi/2}*Ex2

      这里a=1 是圆偏振光,a不等于1是椭圆偏振光。位相的正负同前。至于是正还是负,需要用户根据自己的左右旋定义决定,Lumerial使用EXP(-jwt) 参见 FDTD中麦克斯韦方程的复数形式表示是用的e^jwt还是e^-jwt 

      此方法适合椭圆和圆偏振光,但是需要脚本,透射率等其它强度参数都需要重新计算。

      优点:可分别用不同的对称性边界条件以减少内存需求和加快仿真;

      其次,仅需要两次仿真,通过后续处理,可以得到任意的椭圆偏振,以及不同旋向(左、右)的结果。

      前述两种方法适合平面波、TFSF和高斯光源。
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