Photonics – Chinese

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有关超表面中加液晶仿真的一些问题

    • Shan mengzhu
      Subscriber

      老师,您好!有下面几个问题想请教一下:

      1.     

      仿真的结构大致是图中的结构,不同的是衬底和pillar之间加了一层金属Al用作背反射板。FDTD边界条件:xy方向是periodicz方向是PMLpml profilestandard;Mesh accuracy设置为2;光源平面波单波长1550nm

      通过对LC attributetheta角的改变实现液晶旋向从90°的扫描,扫描点数为10,在扫描过程中发现,当theta角为10°~60°时,仿真发散。尝试了官网上可以找到的把仿真时间加长PML层数加大dt改小PML改成steep angle由于金属,mesh refinement改成Conformal variant 1方法,仿真仍然发散。另外,在原本设置相同的情况下,仅把材料Al换成Au,仿真收敛。请问还有什么原因会导致仿真发散,该如何检查改正?

      2.去掉pillar,结构中仅剩液晶可以改变入射波的相位,液晶设置是按照官网的这个帖子LC Rotation - Simulation object – Ansys Optics。但仿真发现,液晶所能改变的相位比理论计算值要大2um厚的液晶,反射式的理论值为3.40,仿真在mesh accuracy为2时,相位改变是3.68;mesh accuracy为8时,相位改变是3.45,都比理论值要大,请问这个可能是什么原因呢?

      3.请问在超表面仿真中,如果出现了金属,边界条件和mesh refinement或者其他设置是否需要作出相应改变,有没有可以参考的帖子或案例。

      希望得到解答,谢谢!

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      A1:你的测试说明不是因为金属就发散,而是Al才发散,你需要测试原因,是不是材料拟合不好?或者其它?参见 

      Ansys Insight: FDTD varFDTD 常见的发散原因以及处理

      你的仿真目的和参数是什么?如果不是要绝对的反射率,可以将下面的金属用边界条件PEC代替。

      A2:液晶的抽样点可能要多一点,因为内部是线性插值。另外你的测试结果也显示随着网格精度增加,结果是收敛于理论值的,已经不错了。大一点小一点都正常,因为是离散仿真。

      A3:一般建议用Conformal varaint 0,你看看里面的说明,https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360034382614-Selecting-the-best-mesh-refinement-option-in-the-FDTD-simulation-object

      Conformal variant 1并不一定总能给出好的结果,需要很多收敛性测试,而且还可能更容易发散。

    • xiaoxiangyeyu
      Subscriber

      孙老师,您好,我对于conformal variant 的使用也很感兴趣,之前看过Knowledge Base 中关于 conformal variant 0和1的解释,明确说明conformal variant 0不可以用于金属或完美电导体的仿真,您的A3回复可以使用,那么我想问是新版本对于这个的使用有了较大改变吗?

    • Guilin Sun
      Ansys Employee

      没有什么改变。一般建议用Conformal varaint 0,Conformal variant 1适合收敛性测试,因为所有网格都是共形,但是需要很小的网格,多少才算很细没有标准。换句话说,Conformal variant 1收敛性比较好而已,并不代表精度就是最好,强色散材料如何共形对结果有一定影响,取决于结构。

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