単一周波数でのスイープにおけるTips


#1

時間領域解析法では広帯域なシミュレーション結果が得られますが,ある状況下では単一周波数の結果が欲しい場合があります.この場合組み込みのスイープGUIツール,もしくは自分自身でスイープスクリプトを作成することも可能です.どちらでスイープを行うにせよ,スペクトルの滑らかさを改善することが可能です.

FDTD and varFDTD
以下のスクリーンショットに示すように,FDTDもしくはvarFDTDにおいてはEdit simulationウインドウのAdvanced optionsタブから,スイープ時のメッシュ生成とマテリアルのフィッティングを調整可能です.

Material fitting
"set simulation bandwidth"にチェックをつけない場合,マテリアルデータは近似点で補間されます.補完されたデータは,以下の金の屈折率データの0.9um付近のように,飛び飛びの値をとることもあります.

set simulation bandwidth"にチェックをつけた場合,マテリアルデータは与えられた周波数領域全体でフィッティングされるので,連続的な値になります.
注意:"specify fit range"オプションで周波数の範囲を設定可能ですが,メッシュサイズには影響を及ぼしません.

Mesh size
デフォルトではメッシュタイプは"auto non-uniform mesh"です.Mesh accuracyの設定に基づいて,最小波長を基準にメッシュは計算されます(mesh settings)."set simulation bandwidth"にチェックをつけている場合,周波数に渡ってスイープをした際に発生するメッシュの不均一性に関する問題を避けるために,どの周波数でも同じサイズのメッシュを用います.ここで,シミュレーションではいつもメッシュサイズはするのにすでに設定された最小波長をもとに計算するので,シミュレーション速度はトレードオフされることに注意してください.

FDE and EME
周波数領域ソルバーにおいては,マテリアルフィッティングにおいて上記と似た問題が発生します.この問題についてはここKB articleで詳しく書かれています.この二つのソルバーではデフォルトで"auto non-uniform"にはなっていません.


#2

もうひとつのTips

単一周波数でのシミュレーションを行う際には,モニターで記録するデータを所望の周波数にする必要があります.はモニターの周波数範囲はset simulation bandwidthオプションを反映するので,モニターの設定のuse source limitsオプションは実際にはsimulation bandwidthで設定した値が用いられます.従って,モニターの周波数は違う方法で設定する必要があります.

モニターの周波数を光源の周波数に合わせる簡単な方法としては, model setupにて波長に関するプロパティを作成してスイープにおいてそのプロパティを用いることです.これは例で確認できます.

モード設定のVariables tabにおいて, 周波数のプロパティとして"freq"が生成されており,光源とモニターで関係するプロパティが一致するようになっていることに注意が必要です.