基于FDTD的基本流程

FDTD的流程笔记

步骤的很多设置没有仔细的写，找不到办法可以尝试看看这篇“FDTD相关问题”，点这里

这篇写监视器的功能,光源的分类,TFSF光源斜入射的实例（有/无边界）

设计流程如下图：

模型构建， 如纳米孔阵列构建：

a表示小孔间距，radius为小孔直径，etch表示其他默认为空气，

删除多余纳米孔操作：（1）展开组，右键break groups,(2）选择删除，

添加材料，如空气,mesh order为优先级（越小优先级越高）

添加仿真区域FDTD

区域大小设置，可以设置为一个周期的（x-y平面是周期），z为PML且大于所测区域**(pml层距离结构至少要半个最大波长)**
仿真精度mesh accuracy可选4-6，

如果为金属材料，设置mesh refinement 为c v-1

边界条件：若xy为周期边界条件，设为Periodic，
PML层数的设置（推荐用stretched coodinate PML，因为比较快）:我主要用standard的。一般用第一个standard，有表面波有波纹用第二个stab，光源入射角或衍射角大用第三个stee，改pml参数用第四个custom。

如果是金属材料，pml的层数和最大层数越大越好，可以改为256层，最小层64。
如果用石墨烯材料的话，层数不是越多越好的，比如一般论文里的石墨烯厚度为1nm，不同的Pml层数会导致出现不同的光谱。
我平时用石墨烯论文复现的话用standard的8-32层。

添加光源，source

平面波 plane wave,沿z轴正方形射入（方向有backward和forward），光源xy面要大于等于仿真的区域，（光源可以手动拉到任何位置）


如：设置光源为单色光波长为500nm(center/span),如果是高斯光束，设置波长范围再.4-.8um之间
其他类的光源看这个链接https://blog.csdn.net/sinat_34842383/article/details/103172750

设置监视器，（X，Y，Z）,覆盖sio2和金属层，

设置折射率index of refraction，与Y垂直区域，覆盖仿真区域即可

设置时间计时器time，每个介质设置一个，且距离在介质交界面5-6nm 处，

电影层的范围，与Y垂直区域，覆盖仿真区域即可

设置场分布frequency-domain field pofile（主要看电场和磁场），一般设置频率点为100-500个。在yz平面（2D-xnormal）上。覆盖仿真区域即可

设置功率（透射率和反射率）监视器frequency-domain field and power,其中因为实时曲线，频率点取500，在xz平面（2D-Y normal）上，勾选override global默认为全局监视器设置—

透射率T ，其中因为时曲线，监控频率点取100-500，在xz平面.

反射率R

完事保存模型，验证调用是否成功

仿真运行计算

Check 蓝色是拟合数据，绿点是材料库数据，max coefficients调实部的拟合，点开show advanced里面可以调整虚部的拟合。

场分布在frequency-domain field pofile里查看。

vector 里看辅助（magnitude）x,y,z方向，

看T和R(R的反射不是负值，FDTD结果是坡印延矢量，有正和负，Scalar设为——Re即可)

同时看T和R，修改标签legend

看吸收率A

使用右边的Script file editor

f=getdata("R","f");
T=transmission("T");
R=-transmission("R");
A=1-T-R;
plot(c/f*1e6,A,T,R,"wavelength um","T,R");
length("A","T","R");

扫描和优化

把T/R放入一个analysis group，然后编辑分析组

设置Variables为f,a,t,r, 然后创建一个扫描对象sweep，假设扫描sio2模层的厚度，

对应的结果设置

点击RUN，扫描优化的时间看选取的点数（场分布默认10的点），选择thickness里的slice可看每个点的T R F A