PML境界条件における最適なプロファイルの選び方


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拡張座標PML境界条件では,standard,stabilized, steep angle の三つの分布が使用できます.これらの三つの分布においては,kappaやsigma,alphaのようなPMLパラメータが適切に設定されていますが,これらのパラメータはニーズに応じて自由に設定可能です.これらの設定を修正してPMLの挙動を知りたい場合は,”custom”プロファイルにて設定の変更が可能です.これらは上級者向けの設定ですので,シミュレーションが適切に行われているか注意深く確認する必要があります.

デフォルトで組み込まれている上記の三つのプロファイルはほとんどの場合で動作します.ここでは,最適なプロファイルの選び方を紹介します.

Standard: ほとんどの場合で動作します.特にすべての境界にPMLを用いている場合や,PMLと非/対照境界条件を組み合わせている場合です.どのPMLを使えばよいかわからない場合は,まずはStandardを使いましょう.

Steep angle: PMLが急な角度を持つ光を吸収する場合は使いましょう.少なくとも一つの境界面で周期境界やブロッホ境界を持つ場合はそれにあたります.可能であれば,周期構造をシミュレーションする場合は非/対照境界条件と組み合わせて使うことをお勧めします.光源が垂直な入射角であったとしても,以下の図に示すように光は境界に急な角度を持って入射していくことに注意してください.

Stabilized: PMLが原因でシミュレーションが発散してしまう場合のみに使いましょう.(詳細はこちらです https://kb.lumerical.com/en/index.html?layout_analysis_diverging_simulations.html
この設定を使うと,PMLのレイヤー数が増えるのでシミュレーション時間は長くなります.また,この設定では,ほかの設定では見られないシミュレーションの発散の原因にもなり得ます.従って,この設定は必要なとき意外は使わないことをお勧めします.