FDTD solutions 能仿真增益介质吗?


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FDTD solutions 和MODE Solutions的VarFDTD/FDE可以仿真增益介质,仿真方法分分线性增益和泵浦增益,参见[知识库例子和方法],特别是Methodology一页。

1:线性增益
此时不考虑饱和问题,只要设置材料有增益就可以了,简单的办法是用Lorentz模型,将其虚部设置为负,参见这个例子

2:泵浦增益
也就是通过外界泵浦,能级改变,需要求解能级和速率方程,可以通过材料插件实现,包括双电子4能级和3能级系统。
前者参见4 level 2 electron material
需要说明的是,不同文献所用的参数和方程可能不同,我们采用的是文献
Shih-Hui Chang and Allen Taflove, “Finite-difference time-domain model of lasing action in a four-level two-electron atomic system”, Optics Express, Vol. 12 Issue 16, pp.3827-3833 (2004)
的方程和参数。如果不同,需要读者自己先做一定的转换。

具有增益波导的仿真,参见这个例子。


如何添加线性增益材料?洛仑兹模型的参数如何设置?