Photonics – Chinese

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Ansys Insight: 为什么非周期结构一般不用平面波照明,不评定反射率和透射率?

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      简单地说,透射率和反射率是透射或者反射功率除以光源功率。对于周期结构,我们很容易给出仿真时注入的功率,而且只要光源尺寸大于周期(必须的,是因为数值边界的问题,因此现在的软件能自动将平面波的尺寸延伸到边界之外,实际使用的是一个周期的结果),周期不变,光源功率也不变,因此可得到准确的透射率反射率。

      对于非周期结构,如果用TFSF,只要TFSF区域大于散射体,其散射和吸收功率不会变,但是如果TFSF的横向面积发生变化,注入的光源功率就发生改变,因此,散射和吸收功率,特别是反射和透射功率 与光源的功率之比就改变了,所以不用与计算透射率反射率。同理,如果用高斯光束,束腰尺寸变化光源功率也改变。

      因此,如果有非周期结构计算透射率和反射率,其大小只是参考,一般用a.u表示,因为绝对量没有意义(因为会改变)。 比如,峰值大小会改变,这个一般是我们不想看到的。

      希望这个能解释清楚。

      这里说的一般不评定,但是对于波导结构,它一般也是非周期的,但是却可以评定,因为其模式的功率是确定的。当然如果用高斯光则是可以的,也就是在光源功率不随光源几何尺寸变化而改变的情况下则是可以的。


      更多的讨论参见 对于非周期结构(比如n*n单元的超表面)如何计算其透射率?

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      有时候用TFSF计算吸收率会大于1,主要原因是,因为TFSF使用了特殊的边界条件,其它方向的平面波也能“被”吸收,参见 https://kb.lumerical.com/en/index.html?ref_sim_obj_tfsf_power_normalization.html 7

      基于这个原因,使用TFSF,一般不计算功率量(透射率,反射率,吸收率),而是计算强度,或者截面积。

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