反射率会出现锯齿状波动,且大于1,Visualizer里面如何设置周期远场投射

visualizer
远场
大于1
反射率
周期

#1

老师您好,我想用FDTD重现一篇文章的结果,但是总是跟文章的结果对不上,而且会遇到很多问题,感觉是我仿真设置不太对。结构就是挺简单的一个立方体硅柱子,基底是熔融的石英,看的是反射信号。但是仿真出来的结果有一些细节不太对。下图是文章中的反射结果:

但是我仿真的时候发现几个问题:
1,在反射处放置的时间信号monitor记录的时域信号振荡很强,我把仿真时间设置到300ps之后,时域信号仍然没有驰豫结束
2,时域信号计算的时间加长后,在0.48THz附近的能量反射率会出现锯齿状波动,并且大于1,虽然整体趋势是没变的,但是不知道这些波动来自哪里
如下图,是我自己仿真出的结果:


3,接下来我想进一步分析不同柱子尺寸下反射信号相位的变化,但是感觉这个相位的计算不是十分准确,改变网格,仿真时间都会有比较大的变化,不知道是不是需要进一步加密网格。
下面是我仿真的文件,麻烦您帮忙给看一下,非常感谢!
try.fsp (256.4 KB)


请问下仿真透射率的曲线不太光滑,有一些小波动是正常的吗
All-pass微环仿真的问题
#2

你的文件有几个问题:
1:点监视器不能用于监测功率。你的情况是一个特列,结果与面监视器类似;
2:谐振可能比较强,仿真时间太短
3:PML离结构太近(Zmin)
4:Substrate在PML里面截断了

我用Steep Angle PML,精度2 作了一些测试,结果如下

基本可以。如果放大看,还有些问题

你可以根据修改的文件,再选用更多层数的PML,或者其它类型的PML测试一下。
时间监视器显示谐振还在

try.fsp (268.4 KB)


#3

更后的PML可以解决大于1的问题


try64.fsp (269.9 KB)
结果也更光滑。


#4

老师,我按照您的意见回去把Zmin处的边界往远离结构的方向移动了半个波长左右,然后修改了一下PML的类型,仿真出来的透射结果就没有那种振荡了,并且数值也在1以下了,非常感谢您的指导!


#5

能否上传一下最后仿真的结果图?供大家交流学习?


#6

你运行一下try64.fsp就可以。


#7

:ok_hand:好的


#8

抱歉,昨天事情比较多,没来得及上传新的仿真结果。在仿真单个硅柱子的周期结构时,后来我把PML类型修改了一下,从stretched coordinate PML修改为uniaxial ansitropic PML后,在反射峰的位置就没有波动了,但是具体是因为什么我还不是非常清楚。单个结构的仿真因为已经结束了,我也没有保留结果,我最后贴上一张整体的效果吧。仿真的是一篇介质相位不连续的文章,实现的是入射波的反射偏折,文中结果如下:

下面是我仿真的结果:

,虽然看起来没有文章的结果好,但是也能体现出15度左右的偏折,感觉仿真的思路还是正确的。


#9

你的结果显然是有问题的,斜入射不能再使用普通的Peridoic边界,参见

有问题另外开新贴。此帖主题我将修改,有针对性,否则无法帮助有类似问题的用户。


#10

好的老师,其实我上面的图用的还是正入射的平面波,只是把监视器放在了平面波的后面,看的是反射回来的电场分布,呈现出偏折的状态,上面我没有描述清楚。


#11

谢谢说明。
看起来反射波里面有高衍射级的存在,你用远场投射在Visualizer里面看看,记住将其设置为周期的:

不过,还要确认你的结构的确是周期的。

另外,你的这个文件应该不是原来的那个,再有问题请发新贴,也可以在此贴基础上发


#12

好的老师,我这个确实跟最开始提问的不一样,开始的是只有单个结构,主要仿真的是相位,后面发的是把8个结构结合起来,实现了相位不连续的效果。模型在这里:
Reproduce.fsp (255.7 KB)
然后您说的那个远场分析,我以前没有接触过,我再好好学习一下,如果有进展就继续贴在帖子下面。


光栅结构中fdtd计算区域及pml层数的大小影响反射率
#13

这个帖子只解决反射率大于1和不光滑问题,其它问题请另外帖帖。文件没有大问题,不过建议用StrechedPML。