Visualizer 输出E, Re, -Re, Abs, Abs^2 是什么区别?如何输出? FDTD 初学者

visualizer

#1

您好~请问用FDTD做电场分布模拟时候,输出下拉选项有E, Re, -Re, Abs, Abs^2 的选项,它们之间有什么区别么?各在什么情况下选用呢?谢谢~


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#2

这个是在visualizer里查看结果是才出现的,见下图:

为了方便大家,我把每一栏都介绍一下
Attributes的各列:
Data set是监视器名字和选择要查看的量,上图中是要查看监视器T中的Dataset电场E
Attribute:要查看的量,电场E,这里是指名字为E的Dataset中的电场E,即E.E,前面的E是Dataset名,后一个E是电场
vector operation:仅对矢量有效,即rectilineardataset中的量,一般有XYZ分量:

其中,Magnitude是矢量的绝对值,对电场E,即sqrt(abs(Ex)^2+abs(Ey)^2+abs(Ez)^2)
选X、Y、Z就是选择其中一个分量,对电场E,分别就是Ex、Ey、Ez。注意频域监视器的结果这些量都是复数,有实部和虚部
scalar operation
Re选择实部; -Re选择实部并取负数。这个对透射率监视器有用,参见这个帖子
Im 是选择虚部
Abs就是取绝对值,例如abs(Ex)就是Ex的绝对值
Abs^2就是一个量的绝对值平方,例如abs(Ex^2)就是Ex绝对值的平方,而如果选电场E的magnitude,又选了Abs^2,结果就是abs(Ex)^2+abs(Ey)^2+abs(Ez)^2,也就是intensity
Angle是这个量的幅角或位相,对于电场,就是相应分量Ex、Ey、Ez的位相,也就是,如果选Ex,结果就是Ex的幅角或位相。
scale,就是取不同的大小,例如取1e-3,相当于对前述参量乘1e3来显示。例如线性量,缺省是以米为单位,要显示光学波长,可以选1e-6,那么显示的结果将是以微米作单位
legend:就是图例,如果里面有几条曲线,添加图列可以分辨它们,例如超材料里面如果同时显示介电常数和磁导率的实部,就可以通过修改legend显示不同的图例
view data:用来查看数据,点击后还可以将数据直接送到脚本的工作空间

Duplicate :选中一栏后来复制。例如超材料里面如果显示介电常数的实部,选中后复制,在复制的那一行再选择Im 即虚部,就可以在同一个图中显示介电常数的实部和虚部
Remove:移除不需要显示的量,例如超材料里面如果显示折射率,由于这个Data set不仅含等效折射率,还有等效介电常数、磁导率和阻抗,可以移除不需要的量以方便观看

查看不同截面,不同Z:


不同Y位置的截面

同理可以看X截面。

查看不同频率

除此之外,用户还可以对图形结果作更多操作,例如修改显示范围、添加图形名字Title、对数作图、选择曲线、面、矢量(如果可能的话)等

Visualizer里面显示图形的数据可以输出为JPEG图像,TXT数据文件以及可以拷贝到鼠标里,不过最常用的是保存为JPEG图形,TXT数据文件可能需要理解才能以后调用,建议使用脚本直接提取监视器中的数据并根据需要保存为Matlab、LDF等数据格式一边以后调用。
image


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#3

也就是说,在表示光强度的时候,要用电场模的平方 Abs^2(虚部和实部都参与)。
在表示电场的强度的时候,用什么?是电场的的实部还是绝对值?还有画电场的矢量图(假定电场只有2个分量Ex和Ey),这时候的形式是怎样的?


#4

中文对电场强度定义有些模糊,可以指E或者 Abs(E) ^2,就是光强。假设是前者:
在时间域,我们一般用其振幅E0表示,也就是E=E0*cos(wt+phi),它们都是实数。
在频率域,我们用E=E0*exp(phi)表示,是复振幅,E和E0都是复数。假定电场只有2个分量Ex和Ey,可以根据你的需要,或者给出sqrt(abs(Ex)^2+abs(Ey)^2),就是Visualizer里的 magnitude,是标量,实数;或者你分别给出Ex和Ey,它们都是复数。也可以用abs(Ex)phi_Ex,和abs(Ey),phi_Ey表示,这是矢量,复数,偏振的。

如果仅学过普通物理,一般印象深的是时间域;如果学过物理光学,就知道复振幅,不过很多教科书都简化为只有一个方向的偏振、复振幅。如果再学过傅立叶光学,可能对复振幅理解深一些。请参考相关教科书获取更多信息。

如果是矢量图,每个点的强度是 sqrt(abs(Ex)^2+abs(Ey)^2)。 abs(Ex)是x电场分量的强度, phi_Ex是它的幅角(位相)。坡印廷矢量也是类似。


#5

那么简单说,如果我要画电场的强度图,就是用绝对值sqrt(abs(Ex)^2+abs(Ey)^2),(V/M)单位的。

如果是矢量图呢?假定只有Ex和Ey,Ex和Ey都是复值,每个点的强度分量是real(Ex)和real(Ey)还是abs(Ex)和abs(Ey)?
abs(Ex)phi_Ex表述是什么意思?
坡印廷矢量应该也是类似的吧


#6

根据论坛的政策,我们希望用户修改自己的帖子,我们也修改回帖,这样可以不让这个帖子持续很长而不容易查看。回复将上面的修改。


#7

请问有使用FDTD仿真SERS或TERS的吗?


请问有使用FDTD仿真SERS或TERS的吗?
#8