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[yihanglai]

老师，您好，我在研究谐振腔内的时域信号时，发现不同的mesh精度下，同一位置放置时间监视器，记录得到的场结果不一致。

我以官网的回音壁案例重新进行了测试，“whispering gallery modes of a microdisk”。基本设置没有改变。

输入信号的频率范围为0.4-0.45um，圆盘的半径为0.6um，圆盘材料的折射率定义为2.3。点时间监视器的位置均设置为（0.5，0.2）

在上述案例中只是更改了mesh的精度为0.0025um,0.005um，0.01um,0.02um。然后记录点时间监视“monitor”的电场"Ex"。经过四次仿真，分别记录电场Ex的包络。然后得到的结果如下：

因为记录的电场是复数，所以上图中abs(Ex)取的是包络。

问题：我在仿真其它的谐振腔时，想要获得时域信号时，也遇到了类似的问题。那么在仿真谐振腔，想要获得正确的场随时间的变化情况时，应该怎么设置网格精度?哪一种结果更好？

 

[Guilin Sun]

你确需要时间信号？

当网格尺寸改变时，偶极子的实际位置相对于网格是变化的！

也就是说每次改变网格，偶极子改变位置了，时间监视器也改变了位置。而且因为它们不在网格上，每次都是插值的。

我认为你不大可能需要时间信号，否则你还要设计你自己的时间信号。

[yihanglai]

老师，您好，我需要的结果确实是：时域的场随时间变化的结果。

然后对于您描述的时间监视器的位置改变，是不是可以理解为（对于二维仿真）：

时域有限差分方法的电场和磁场依照Yee Cell的划分，在空间和时间上交替出现，且都是离散的点。从而导致:

当mesh 取 dx=dy=1时，所需记录的某一点（position1）的场Ex，在FDTD中是距离点position1最近的Yee Cell的Ex；

当mesh取dx=dy=0.5时，所记录的点仍为position1，但是此时position1周围的四个小Yee Cell的大小变为原来的1/4，此时再记录position1的场Ex时，实际上记录的是，相距最近的小Yee Cell内的Ex。

虽然是同一位置，由于元胞划分不同，所以时间监视器存储的是不同点的场，从而导致时间监视器结果的不同。

我用硅材料的直波导做了不同mesh的测试，也存在部分差异。

0.005mesh：dx=dy=0.005um

0.01mesh：dx=dy=0.01um

 

 

[Guilin Sun]

不仅是记录问题，偶极子每次在元胞中的位置都不同，实际辐射功率都有可能变化，因为它也需要插值。如果要改变，要保证偶极子在元胞的位置不变，对你这个仿真就比较难调整了。

此外，如果仅仅是想从时间信号获得谐振信息，对这些不必在意。特别对这种回音壁式谐振腔，强度随位置变化比较剧烈，结果不同很正常：

而且时间信号可能是不同模式的叠加，其物理意义不一定清楚。

如果有其它用法，脉冲是设计就很重要了。一般很少要求时间信号必须是某种分布的。请斟酌。