波导求解发散问题,求助!

HAMR-PSIM lollipop_3a.fsp (2.4 MB)
您好,
我的模型求解一直发散,能帮我看看为什么吗?

这种情况很可能是你的光束太宽,被PML截断产生发散。
解决办法:
1:用小的束腰;
2:如果束腰是实际光束的,你需要在XY方向和加大仿真区,使得光源强度在边界上的振幅小于例如1%或更小。
有可能你需要调整PML的设置。
你先试一下再说。

老师,您好:
感谢您的解答。
我尝试将光束减小到计算域,还是会发散。
尝试使用stablized的PML,可以收敛,但是计算成本大大加大,我想请问下,这个模型有没有什么可以简化减小计算成本的方法。谢谢!

最好是你把修改后的文件发来,在你文件的基础上查找原因和修改。居于第一个文件,我有如下建议:
增加Z方向的仿真区建,例如到一个波长大小(所需内存更大了,但是至少要0.5 微米以上);
在右侧,将基底向右延伸,使其穿过PML。
你的器件本身场接近100微米宽30多微米,是它本身的网格占用了很大内存。你添加的细化网格实际上将原来的自适应网格变粗了,可能也是导致发散的一个原因。
在测试是否发散时,可以将右面的PML左移到光栅附近,这样可以快速测试是不是上下面产生的发散。
你还可以参考这个来查看发散原因

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老师,您好
附件两个文件是结构的两个仿真步骤,我的想法是先用第一个得出输出,再用作第二模型的光源,得出最后的结果。

第一个文件是基于之前的修改,由于光源减小,仍然发散,所以这个模型还是大光源,但是采用了stablized 的PML,结果收敛。由于模型太大,所以每次实验是否发散都花费太长时间,所以您说的方案,我还没来得及实验,您帮我先看一下吧,谢谢!

你文件太大没传上来。
当你分两个仿真步骤时,如果后面部分有谐振腔(很可能有),那么它的作用不能反馈到前面部分,因此部分谐振的结果可能不正确。
你需要知道,你的器件本身很大,已接近FDTD可能的最大长度,仿真结果的精度需要验证。费时间是一定的。

孙老师,您好
感谢您的解答!

附件两个文件是整个模型,第一个波导输出作为第二个模型的输入。

由于减小光斑,模型仍然发散,所以现在的模型仍然是大光斑,但是stablized的PML,调了下结构,结果收敛。现在由于模型太大,每次实验发散都花费太长时HAMR-PSIM lollipop_5b.fsp (2.1 MB)
HAMR-PSIM lollipop_5a.fsp (2.4 MB)
间,所以您的建议我还没有一一实验,我先把模型传上来,您帮我看一下,谢谢。

我看了,第二个文件只有直波导,原则上可以,但是你的波导是悬在空中的,其实应该没有必要分两个了,你只要将MOnitor4向右移动一些能监测到直波导中的透射率就可以了。如果要监测指定模式的透射率,你需要添加模式分解监视器
你没有修正前面指出的问题:
增加Z方向的仿真区长度至少0.5 微米以上;此外Y方向也短,把高斯光束截断了很多。
细化网格实际上将原来的自适应网格变粗了。
你想用粗网格来减少内存,结果精度将变差。你可以选用Meshaccuracy1。 将现在的细化网格去掉,可以将基底的网格变粗一些,因为大部分光在波导芯里。
你的入射光束不能用NA光源或者束腰小的吗?难道是光纤作照明?
你先测试下这个,不保证成功。HAMR-PSIM lollipop_5_coarse.fsp (2.4 MB)

好的,谢谢老师。
我的第二个模型不光是直波导,在直波导上面有个llollipop的金颗粒,主要是想用前面耦合的模式波来激发这个金颗粒的LSP。分成两个的原因是不用每次都算前面波导的结构,减少计算成本,这样有问题吗?
您说的问题,我尽快尝试。

如果是这样,可以。第一个仿真获得细波导处的的场,然后将它们作为光源输入到第二个有金颗粒的细波导。
因为你可能需要优化第一个仿真,而金颗粒苦恼需要更细的网格,但是对第一段波导器件没有帮助,而且结构尺寸相差也比较大,分别仿真可以提高效率。我估计你已经参考过这个例子

老师您好;
是的,我一开始的想法是这样,也参照了例子。但是我现在疑惑的是对于分开仿真,第一个监视器得到的只是监视器面上的电磁场大小,有其传播方向的信息吗?因为我第一个波导相当于一个聚束透镜,金颗粒想放在其焦点上,但是现在仿真的情况是如果我在焦点前取光源放在第二个模型中,就无法得到焦点,这是什么由于光源传播方向和发射面是垂直导致的吗,所以我这种问题不能分开求解?

监视器面上的电磁场大小,其传播方向由你在第二个仿真文件的光源设置决定。监视器已经记录的光源的特性,包括汇聚特性。

您好,
我尝试使用MODE计算波导,并取第一个模型的焦点前的监视器作为第二个FDTD模型的光源,但是没有在第二个模型中得到焦点,这是为什么呢?附件为模型1、2。模型计算结果我删了,太大传不上来但是计算时间很短,老师您可以试一下。
1.lms (301.3 KB)
2.fsp (2.1 MB)

MODE中的VarFDTD只是2D计算,而你FDTD文件是3D,当然不能工作了。你的器件只能使用FDTD Solutions。 此外,为了减小光源的诸如误差,你的监视器应该完全位于均匀波导里面。

我后面又调试了下,应该是我用来取监视器数据的脚本文件有点问题,修改过后能得到焦点了。

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老师,您好;

我用的是2D计算里面的expanded的数据做3D的光源,应该也是可以的,已经能得到焦点了,非常感谢老师。

huyq13@mails.tsinghua.edu.cn

发件人: Guilin Support SUN
发送时间: 2016-12-08 15:14
收件人: huyq13
主题: [Lumerical Knowledge Exchange] [中文] 波导求解发散问题,求助!
gsun Lumerical Team
December 8
MODE中的VarFDTD只是2D计算,而你FDTD文件是3D,当然不能工作了。你的器件只能使用FDTD Solutions。 此外,为了减小光源的诸如误差,你的监视器应该完全位于均匀波导里面。

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huyq13
December 8
您好, 我尝试使用MODE计算波导,并取第一个模型的焦点前的监视器作为第二个FDTD模型的光源,但是没有在第二个模型中得到焦点,这是为什么呢?附件为模型1、2。模型计算结果我删了,太大传不上来但是计算时间很短,老师您可以试一下。 1.lms (301.3 KB) 2.fsp (2.1 MB)

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老师,您好;

我用的是2D计算里面的expanded的数据做3D的光源,应该也是可以的,已经能得到焦点了,非常感谢老师。

祝好!

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如果工作了,当然很好。
不过,2D计算的监视器是1D,而3D计算的光源是2D。