Cw光の規格化と光源の振幅

パワーモニターの出力データを正しく理解するためには,(1)規格化されていること,(2)光源の振幅の影響,を知っておく必要があります.

"CW normalization"と"No normalization"の二つの規格化オプションがあり,以下の図で示すように"Setting"メニューから選択可能です.

これら二つの規格化方法の違いはこのリンクで詳しく説明されています. "CW normalization"の場合,パワーモニターの電磁界は光源信号s(t)のフーリエ変換で規格化され,以下のインパルス応答を返します.

光源信号は光源設定画面の"Frequency/Wavelength"タブで確認できます.

デフォルトでは"CW normalization"に設定されています.設定を変更するには,"Normalization state"において"No normalization"を選択してください.

続いて,光源振幅の変化が及ぼす影響についてです.振幅は光源オブジェクトの "General"タブで変化させることが出来ます.光源信号であるs(ω)は振幅依存ではありませんが,シミュレーション中の電磁界は振幅に依存します.従って,例えば光源の振幅が100倍大きい場合は,モニターに表示される電磁界は100倍大きくなります.この現象は"CW normalization"と"No normalization"いずれを用いても生じます.

簡単のために以下の例を見てみましょう.このシミュレーションファイルを用いて "Monitor1"の出力の違いを設定に応じて比較してみてください.このシミュレーションでは自由空間中を平面波が伝搬します.以下の図はそれぞれ違う設定で計算した電界です.

ここで,CW normalizationの際は電界強度の波長関数曲線は平坦であるということが確認できます.完全な直線でないのは,数値解析におけるメッシュ誤差によるものです.
"no normalization"の場合は,光源信号の波長特性に従っていることが確認できます.

また以下のトランスミッションに関して議論がなされているKnowledge Baseを参照してみると理解が深まるかもしれません.
https://kb.lumerical.com/en/index.html?ref_sim_obj_cw_norm_free_space.html

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