关于周期性结构的色散曲线计算

fdtd

#1

老师您好。我要计算周期性结构的色散曲线,我使用的是KB中计算光子晶体能带的方法,用偶极光源激发,再用时间监视器记录电场,然后对其傅立叶变换得到频率,最后扫描k值。
1、但文献中提到TE、TM两种模式(入射光电场方向的不同)的色散曲线,是直接改变偶极光源的电场偏振就行了吗?我改变后TM模式的计算结果和文献中有些不符合。
2、还有就是傅立叶变换后返回的共振频率图(f-fs)的半高宽很宽,这样的结果可靠吗?
3、例子中偶极光源的频率范围和分析组要画的频率范围不同,偶极光源的频率范围选择有什么影响吗?


#2

A1:是的,但是如果是3D结构,你可能还要在非周期方向使用对称性边界条件来分辨奇偶模式。
A2:这可能说明仿真时间短了
A3:一般建议仅仿真需要的波长范围,参见


#3

老师,我的三个方向如果都设置成bloch边界条件,还需要分辨奇偶模式吗?如何设置分辨奇偶模式呢?如果结构中有一个方向为有限高度,非周期,我求那个方向的k-f色散图,能只取较短高度还是设置成bloch边界条件求解吗?


#4

老师,我画的是文献中用红色标注的曲线。结构参数和材料参数和文中一致,TE模式比较吻合,但TM模式有些不对。ol-40-20-4595.pdf (1.8 MB)


#5

非周期不能求那个方向的k-f色散图。不过你可以通过计算透射率找到禁带(透射率为零)。

如果三个方向都设置成bloch边界条件应该可以计算。不过我建议你分辨奇偶模式主要是考虑到多种模式的混合可能造成能带结构混乱。但是我没有看到你的结果,有些不符合到底是怎么个不符合,你的文件也比较大,我没法测试。

如果是能带混乱,要计算KZ, 我认为可以在XY方向用对称性边界来指定模式的奇偶。
如果不是这个问题,但是TE正确,说明结构正确,TM完全不正确,那你检查TM的设置正确吗?它的磁场在什么平面?是垂直Z的平面吗?

抱歉,因为你的文件比较大,我这边支持的邮件和论坛问题太多,实在没有时间测试。

你再检查一下TM是否正确,或者将你认为的TM文件发来我看看。


#6

这是TM模式的,能带有些混乱


#7

我建议你用合适的磁偶极子来激发。你可以先不扫描仅仿真一个看看是不是你需要的TM。