如何仿真物体的热辐射?


#1

有用户希望仿真器件的热辐射特性,例如黑体辐射曲线:

遗憾的是,DEVICE的HEAT求解的是固体内部的热传导方程,不是热辐射方程,因此无法仿真热辐射特性。

但是,根据基尔霍夫定律,物体的吸收本领等于辐射本领,因此可以用FDTD来仿真,参见这个例子 https://kb.lumerical.com/en/nanophotonic_applications_thermal_emission.html


#2

分享一下我的学习经验!
仿真热辐射的核心思路在于—— 根据**基尔霍夫定律**,吸收率=发射率
通过1-T-R=A 计算吸收率,从而得到发射率;再将吸收率乘以当前温度下的黑体辐射曲线(由普朗克公式得出)换算成辐射强度的功率谱密度。

如下两图所示!(下图中单位可能要注意)


#3

@Junyu_Li Thanks!
“再将吸收率乘以当前温度下的黑体辐射曲线(由普朗克公式得出)换算成辐射强度的功率谱密度。”
这就是为什么一般线性光学仿真用CWnorm,即归一化(相对值)的原因:因为仿真结果与仿真光源的频谱没有关系了,因此只要知道实际光源的频谱,直接相乘就得到实际光源照明下的绝对结果。