FDTD solution中利用sample data设置材料导致程序太大的问题

fdtd

#1

老师,您好。
我想模拟以石英为基底,金薄膜上纳米缝隙的共振峰位,最初将金的材料设置为PEC,程序只有三十几兆,可以正常运行。为了模拟实际的金薄膜,先用自定义材料里的plasma,根据文献设置了参数,但程序大小变成几百G,太大了没法运行。然后我在模拟的频率范围内取了一百个采样点,用drude 模型计算了介电常数的实部和虚部,用sample data将计算结果导入,设置材料,程序变得更大了。
怎样设置参数能让程序变小呢?是我设置材料参数有问题吗?90um.fsp (3.3 MB)


#2

材料数据应该是有错误


你可以直接采用材料库中的plasma,将文件传上来我看看。
如果折射率很大,就应改采用PEC近似。


#3

老师,这是我用材料库里的plasma设置的。
90um.fsp (284.6 KB)
这是我参考的参数。


谢谢您!


#4

这个是文献和一些人常见的错误:根据上面的公式,OmegaP和Gamma的单位不应该是HZ, 而应该是原频率的单位。

正确的方法是

不需要再乘2Pi了。

另外,波长最短为215微米,金的厚度只有0.05微米,你用的网格是0.01微米,已经是远远小于波长了,此时强烈建议你使用2Dsheet材料
https://kb.lumerical.com/en/materials_create-2d-conductivity.html
https://kb.lumerical.com/en/materials_conductivity-models.html

否则仿真时间太长了。
90um (1).fsp (259.5 KB)
修改后的内存

原来的内存


一些材料模型中碰撞频率等的单位是赫兹还是赫兹-弧度
#5

老师,我想用您建议的2Dsheet材料,但是我用的程序里的材料type与给的脚本里的不一致。
这是您给的参考网站里的


这是我程序里的
我将脚本里的“sampled 3d data”改成“simpled data”,运行之后脚本一直提示“ materialexists is not a valid function or variable name”
另外,老师,为什么将金的材料从PEC改成自定义的材料之后程序会变大呢?


#6

我估計你需要看看這一頁, 裡頭有說明如何把3D的eps變成2D的sigma, 由其是利用create_2D_material.lsf。

https://kb.lumerical.com/en/index.html?materials_create-2d-conductivity.html

原因是軟件不會考慮PEC的折射率。但變成金後, 網格的大小會隨折射率改變, 折射率愈大, 網格愈小。


#7

老师,我看了那个网页里给的说明,但是我实际用的FDTD solution里材料的类型与网页中给的例子不一致,就像我之前上传的图片那样,所以我不知道该如何具体利用create_2D_material.lsf。
能麻烦老师给一些更具体的指导吗?谢谢您!


#8

做法是跟例子類似的, 你只要把plasma材料的數據提取出來, 然後換成permittivity再變成conductivity, 就可以了, 我修改了檔案, 你試試看。

create_2D_material_plasma.lsf (1.5 KB)