在結構兩端施加電壓差

fdtd

#1

教授您好:
我想請問的是在FDTD裡有沒有在結構上面加電壓的功能,有的話我該如何做才能加電壓,沒有的話是否有其他替代方案能取代,下面的檔案是我目前的結構,我想在我結構兩端加上電壓,希望能有詳細的解答,相當感謝=)GOLD nonlinear.fsp (7.1 MB)


#2

FDTD直接求解的是麦克斯韦方程,里面不含电压这个量,因此无法直接计算。
你添加电压后什么参数会改变?如果是材料参数,一般是通过DEVICE软件中的CHARGE(电学仿真,加电压产生电流)或者HEAT(热学仿真,加电压产生高的温度)计算折射率由于载流子或温度改变而产生的改变,然后再输入到光学仿真里面得到电压对光学结果的影响。

相关例子参见
Electro-Optic Modulators
Thermal Tuning

你文件的问题:
1:基底应该穿过下面的PML而不是停留在里面;
2:请确认你的结构是无限周期还是如文件中那样有限几个周期?
如果是无限周期,仅需要仿真一个周期。
看起来你的结构是有限的周期,因为需要从两端添加电压,此时不能再用周期边界和平面波面可以采用TFSF。

你再看看。


#3

教授您好:

相當感謝你的回覆,我已參照您的建議修正了一些錯誤,將玻璃超出邊界,並且把光柵改為週期性邊界,但是還不太熟悉DEVICE,所以改另一種方式,但是依然遇到了一些問題。

論文是說在金屬上增加電壓來改變PMMA的chi3,chi3增加從而改變二倍頻,也就是說可以利用電壓來改變SHG的效率,我直接調整材料PMMA的chi3參數,但是卻得到chi3上升時,二倍頻的大小卻下降了,與我認知的chi3上升,二倍頻上升的想請問教授我是否有甚麼東西設定錯了嗎?


#4

不好意思,忘了附加檔案,檔案在這。321 small.fsp (6.7 MB)


#5

差别还是有的,只是你现在的系数非常小,变化不显著,我分别将PMMA的Chi3增加10,再将金的增加100倍,结果如下:

注意你的材料模型里面还有Chi2,可能是功率转移到3倍频了。你再测试一些数据。另外,现在得到的是近场,你看一下透射率改变如何?


#6

教授您好:

我的模擬結果與你的相同所以就直接用您的圖來討論,由結果可以發現增加chi3之後三倍頻上升二倍頻些微下降,您說因為材料含有chi2可能是功率移到三倍頻,但我認為最少也要持平而非下降,且發現chi3持續上升chi2會持續下降,幾乎是呈反比關係,想問問是FDTD內chi3與二倍頻本來就是成反比關係還是我設定錯誤了?


#7

当一个系统有两个参数时,很难找到合适的关系。

我将Chi3设置为零,比较金/PMMA的Chi2等于1e-10 和 1e-11,得到的结果是


我用其它简单的例子测试没有发现你说的现象。你也可以仅用一个Slab测试看看有没有这种现象。我需要请有关开发人员检查一下此模型。请提供一下参看文献。