電場監視器空間解析度問題

fdtd
分辨率
解析度
清晰度
光滑

#1

您好, 這是我仿真遇到的問題:
我對一個上下各一DBR反射鏡的cavity進行仿真, 使用Ex電偶極激發並使用一個z方向(longitudinal)的電場監測器如下圖綠色箭頭所指範圍:

電場結果如下圖:

除了可以定性上得知cavity的空間電場Ex最強並向兩側衰減之外, 仿真結果解析度非常粗糙! 這裡紅色材料是Si, 白色是SiO2. 偶極波長在1.55±0.5um. 不確定是不是因為這兩種材料的折射率相差接近2相當大的緣故. 我也加上了override mesh試圖增加空間解析度, 但粗糙電場的情況並未改善. (以前用其他材料做仿真電場都很漂亮, 不會這樣有菱有角的)

請問狀況該如何改善呢?

感謝您!


监视器得到的电场图像清晰度不够,有办法调整吗?
#2

监视器输出结果的解析度(或者分辨率)取决于监视器在仿真区内的网格粗细。 如果希望得到更高的解析度,你有两个选择:
1:用重新插值的方法,参见interp
2:用更细的空间网格再仿真

第一种方法并没有提高结果的精度(甚至由于插值精度可能稍有降低),优点是不增加仿真的负担;而第二种方法的优点是提高了结果精度,但是却需要更多的内存。

使用override mesh应该能增加空間解析度,请检查你用的师傅足够细,因为Si中的网格本身都比较细。有可能你用的mesh accuracy已经很高了。清检查一下。

不过,我看你的曲线已经很光滑了。注意,仅看实部一般不够,一般需要看其绝对值或者强度。


如何增加电场强度分布图的分辨率呢?
关于矢量作图的几个问题
#3

感謝回復.

我使用的mesh accuracy是4, override mesh 是0.01um.

(1) 請問您提到的"因为Si中的网格本身都比较细"是什麼意思? 是說當使用Si材料的時候必須使用更細微的override mesh來提高監視器解析度嗎?
(2) 這是我之前用其他材料的監視器場圖, 總覺得相較之下用Si/SiO2的結果為什麼不能也這麼光滑.

謝謝唷!


#4

A1:给定Mesh Accuracy后由于Si折射率高所以网格细,是自动的。
A2:不应该是觉得,你可以将监视器的空间坐标提取出来,然后计算网格尺寸。

你的图形已经很光滑了。


#5

你好,正好最近也在模拟DBR cavity,想分享一下我模拟时的经验。

DBR是周期性折射率变化的,且由于Si的折射率很大,导致DBR中其厚度较小,所以其对网格精度还是很敏感的,建议你设置一个Reflect index monitor ,在运行之前先看一下划分网格后的折射率离散取值后是否还具有周期性,如果周期性破坏(Si层的厚度不一),就需要加大精度。

你是模拟微柱?是的话建议使用模式光源做激励。


#6

感謝你的建議! 不好意思這麼久回復. 你說的沒錯, 我需要調整我的override mesh讓網格同結構一樣具空間週期性. 對, 我是做微柱, 剛好我也問一下, 微柱基本上就是圓柱波導所以它的fundamental mode 應該是x or y-polarized electrical field (LP01 or HE11)因為axial symmetry所以degenerate到同一個Gaussian的橫模. 我之前試過用模式光源激勵但是似乎都會同時並存Ex和Ey field. 我希望只激勵出x方向極化的電場所以才會用電偶極激發. 另外如果是計算微柱的Q值, 偶極或是模式激勵有差別嗎??


#7

如果两者都能顺利激发你所要的模式,Q值可能相差不大;如果不能有效激励,结果可能不同。你如果仅需要激励某方向極化,可以根据该模式的对称特性用对称边界试一下。