Transmission box算出来的power大于1

一个很简单的结构,mode source,用Transmission box算出来的溢出仿真区域的能量大于1.
目前已经尝试过的解决方法

  1. 增加PML厚度
  2. 增大仿真区域
  3. 尝试stabilized pml以及steep angle pml
  4. 减小 dt stability factor 到0.9
    均没有解决。

    这是仿真发文件:test.fsp (421.7 KB)

之后把所有结构都去掉,只留下光源,测试了下mode source和dipole,也都是大于1. 不知道哪里设置错了呢

mode source:
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dipole
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test_20.fsp (606.6 KB) 这个文件可能有几个问题:
1: 模式计算用单色的,(光源设置为单频),但是监视器是宽光谱;
2: 你仿真的是一个谐振腔,特别是端面。应该将波导延申到PML之外
3: 里面有小孔结构,应该是有谐振,因此需要长的仿真时间,和很小的Autoshutoff
当把光源设置为宽谱后,光源模式也需要宽谱: 空间宽光谱Broadband光源设置中的频率点问题
在输出段添加时间监视器,得到


放大

所以要得到很准确的结果,必须仿真长时间和很小的minAutoshutoffmin,参见 为什么说仿真时间要足够长才能得到正确的频域结果

你可以先将微结构Disable,看看结果, 误差在5E-5 量级,说明基本设置没有大的问题。

由于此结构谐振较强,建议做些测试后,不要追求太高的精度,否则,1% 的精度提高需要几倍几十倍甚至更长的仿真时间。

感谢孙老师回复,这里有几个疑惑

对于第一点,我注意到光源的范围是从0.9um到0.985um,但当计算模式的时候只显示0.985um,假设选择了第三个mode。光源模式设置为宽谱后,是不是说如果有25个frequency points,那么这25个point从0.985到0.9都是选择计算出来的第三个mode?

对于第二点,为什么需要把端面延申到PML之外呢?我也在您的其他回答里面看到过类似的说法。但是这个端面是我器件的一部分,是需要考虑端面的反射的。而且为什么当端面在PML里面的时候,总的transmission会大于1呢?是因为谐振较强吗?那么如果继续增加仿真时间以及减小minautoshutoff,结果会有改善吗?

对于时间监视器的作用,您是通过看靠近端面的监视器的E field大小来确定误差量级,能否直接看autoshuoff的值来确定呢?

麻烦您了

第一点: 是可以显示的,参见下图


第二点:如果一端是必须在空气中的,当然不用延申了。对了, 是因为谐振较强,继续增加仿真时间以及减小minautoshutoff,结果会有改善吗。
对于时间监视器: 它只是监测一个点,可以大致了解;而autoshuoff是整个仿真区内残余强度/功率的平均值,在一些情况下不能很好地表征某个或者某几个频率的衰减情况。也就是说,虽然平均残余很小,对个别谐振波长来说还很强,你可以使用时间监视器查看时间信号,还可以查看频谱。最好是用脚本截取最后一段的时信号,做傅里叶变换,看看是哪个波长还没有衰减。如果是单波长可以从时间信号里面估算,多个波长就需要傅里叶变换了。如果这些谐振波长不在你感兴趣的范围之内可以不管它。

@yipeng您材料的折射率使用虚部没有?如果没有使用虚部,或不用考虑虚部,为了加速结束仿真,也许考虑添加一个虚部的小量,比如1e-4。 它会给材料带来吸收,促使仿真区域内能量被吸收,从而促进autoshutoff值减少到默认值之内。
谐振腔的结构,光被限制在材料里边,不容易出去,被PML吸收掉。

谢谢老师回复!很棒的思路。之前我将仿真时间增加到24ps, autoshutoff 也才到1e-4的级别,我下次可以给材料添加虚部试试看!

autoshutoff值只可以小于等于1e-5。默认是1e-5。只可以比这个值小,不可以大于这个值。

官网有一个Whispering Gallery的例子,紫光在一个氮化镓的圆盘传播。
https://apps.lumerical.com/diffractive_optics_cavity_whispering_gallery_modes.html

被限制在圆盘里。仿真时间设置的很长,在5000fs左右。折射率是设置的无色散的和无虚部,n=2.3吧。

前几天运行的时候,在折射率里加了一个很小的虚部,在不改变仿真时间和autoshutoff值的情形下,可以促使仿真提早结束。看到Log文件出现:
Early termination of simulation, the autoshutoff critira is satisfied。

虚部引入吸收,加速了光能量的损失。

您的情况也许复杂一些。

我也看到过这个例子。现在也在材料里加了很小的虚部,正在测试。有结果了再和您继续讨论,感谢!

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