如何设置光学各向异性材料?

各向异性
anisotropic
光学各向异性

#1

光学各向异性材料的设置由简单到复杂分几种情况:
1:无色散,无吸收,对角折射率
可以在结构的材料性质里面设置,例如xyz方向的对角折射率分别是1.4;1.5;1.4,可以直接设置,如下图所示

对于双折射率材料,至于哪两个方向的折射率相等,需要根据实际情况决定。

2:无色散,对角介电常数
此时需要在材料库中添加(n,k) Material。注意在Anisotropy那里选Diagonal,然后分别添加3个方向的折射率实部和虚部,见下图


如果察看材料特性,你需要选择坐标轴’axis’特性。参见Diagonal anisotropy

3:有色散,对角介电常数
可以采用自输入的方法:


需要注意的是,现在需要3套色散数据,参见这个网页中最后一项 Anisotropic materials

https://kb.lumerical.com/en/materials_creating_sampled_data_material.html

4:对角特性旋转
已知某材料特性是对角化的,需要旋转,可以采用Permittivity rotation这个Attribute
参见这个例子
此情况对应于已知最初材料的主对角线上的折射率,但是几何形体在当前仿真坐标系中不对应材料的XYZ,而是有旋转。换句话说,如果用户设置了主对角线上的折射率,并添加到几何形体上,然后旋转这个几何形体,以为折射率也跟着旋转,实际不是这样的,几何形体和折射率是两个不同的东西,各向异性材料本身并没有跟着几何形体旋转,需要自行旋转。

5:非对角
此时需要使用另外一个Attribute,Matrix transformation即矩阵对角化,参见矩阵变换说明

6: 液晶材料设置
软件有专门的LC rotation的Attribute
参见LC rotation
实例参见这里

7:空间渐变的折射率
参见 https://kb.lumerical.com/en/ref_sim_obj_importing_spatial_nk.html
以及 https://kb.lumerical.com/en/index.html?materials_anisotropic_matrix_transformation_grid_attribute.html
Spatially-varying permittivity rotation。

关于Grid attribute 的小贴士


各向异性等离子体介电常数设置
我想添加一种物性线性变化的结构
FDTD Solution中对磁性材料的处理