Photonics – Chinese

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回音壁模式的谐振波长

    • yihanglai
      Subscriber

      老师,您好,我在进行回音壁模式的FDTD仿真时,想要观察在一定频段范围内所能激发的所有的回音壁模式及其强度。结构如下图所示:

      不同的光源位置和边界条件已经确定所能激发的模式会有所不同,现在不考虑这一部分的影响,只分析已经激发的回音壁模式的波长及其该模式的强度。

      第一种方法,我在bandstructure中设置时间监视器,并根据其记录的时间信号的傅里叶变换来分析谐振频率。结果如下

      我的问题是:(1)频谱的最大峰值,是否能代表该波长对应的模式谐振强度大于其它波长对应的谐振模式;即这种分析方法频谱图的纵坐标的大小是否有比较的意义?

      (2)更改时间监视器的位置和个数会导致计算出的频谱图有所变化,那么这种衡量回音壁模式谐振频率的计算方式是否可信呢?

       

      第二种方法:我希望通过在圆柱结构的四周设置功率监视器,通过计算四周的透射率之和来确定回音壁模式的频率。

      如果某一波长在圆柱中激发了回音壁模式,其透射率应该很低。

      下图是trans_box计算得到的四周的透射率之和(仿真并没有收敛到1e-5)

      通过进一步的观察,发现上述的峰值处对应的是回音壁的谐振模式。

      我的问题是:(1)谐振模式对应的波长的透射率应该更低,为什么峰值处反而对应的是谐振模式呢?

      (2)我只设了一个单独的偶极子源,发现功率监视器记录的透射率并没有进行归一化,在偶极子源作为光源时,我应该如何进行归一化,得到透射谱?

      下边界设置的功率监视器的透射率如下图所示:

       

       

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      A1:只代表监视器所在位置的强度分布。要更好地激发和监测,需要反复仿真,在粗略得到结果后,添加一个或多个频域监视器减少你所希望的谐振波长(可以用Cuctom设置多个频率):

      知道某个波长强度的大致最强点,将偶极子和分析组移到这些点。你可以有几套偶极子和分析组,每套用于一个波长,这样反复仿真,基本能保证得到最强的谐振。

      用功率监视也是一个好办法,但是因为是频域,需要很长的仿真时间。结果是与偶极子在均匀介质中辐射功率Sourcepower 归化的不是与dipolepower 实际辐射功率归化的,所以大于一。你搜一下这两个脚本看看说明。

       

    • yihanglai
      Subscriber

      老师,您好,关于WGM的谐振波长,关于功率监视器得到的透射率,如何进行归一化,我仍然没有明白。

      在上图的仿真中,回音壁四周的功率监视器trans_box3用于检测四周的透射率之和,其结果为:

      由于这个结果是对sourcepower(f)进行的归一化,所以我利用script手动处理,实现对dipolepower(f)的归一化:

      得到的结果如下:

       

      处理后的结果仍然不在0-1之间。

      老师,我应该怎么改进才可以得到0-1之间的透射率呢?

       

       

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      如果你的目的只是找到谐振波长,完全没有必要将透射率归化在0 到1.

      目前的情况是仿真时间很短的结果。否则你需要将仿真时间增加为现在的1000倍,即1E6飞秒,将autoshutoff min 减少为1E-8或者更小,因为谐振需要非常长的时间才能彻底衰退。参见

      Ansys Insight: 关于回音壁微腔的仿真

      Ansys Insight: 透射率反射率大于1,或者透射率反射率之和大于1的原因与解决方案综合贴

       

       

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