[个人笔记]FDTD solutions8.0 02

2023-10-27

先再次熟悉一下软件布局
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演示实验

在玻璃基底上镀50nm厚的硅,测量400-800nm宽光谱的反射率和透射率

创建模型

玻璃底是一个基本的长方体,在结构中可以找到基本的几何体模型。

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如果想删除你创建的物体,找到Object Tree,选选中你要删除的物体,右键-Delete或者点击左侧绿色垃圾桶。
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进一步对物体参数进行设置
选中物体右键Edit object或者左侧第一个铅笔标记按钮编辑物体参数。
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这里x、y、z的设置方法相同,应当注意的是,这里面设置任意两个参数,四个参数的值就都确定了。设置中x与x span是一组设置参数,x min与x max是一组设置参数,选择一组即可
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材料设置为sio2
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点击确定,sio2基底就设置完成。


接下来设置镀层
同样创建一个长方体
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设置参数
这里镀层与底层相贴合,所以在z方向z min为0。
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这样一个模型就创建完成
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我们也可以把它们合并到一个组当中
选择一个物体,按住shift添加另一个物体再右键-Add to new group
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这样两个物体就组成了一个组
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仿真设置

点击Simulation按钮,添加仿真区域
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在Object Tree中可以看到仿真区域项,和物体修改相同的方式打开设置选项。
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点击左侧工具栏Zoom extent可以最大化选中物体。
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下图中窗口中的网格不是优化网格,知识帮助观察的辅助网格。
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该网格在工具栏Edit drawing grid设置
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添加光源

由于xy使用周期边界,选择Plane wave(平面光源)
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点击光源可以进行拖拽
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还是在左侧工具栏,使用编辑,设置光源参数。
设置波长范围0.4-0.8
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点击View simulation mesh就可以观察计算网格(黄颜色网格)实际计算中不需要显示,再次点击它取消显示即可
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选择工具栏放大镜,在师徒中拖拽出选框,可以放大选框内部分。
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添加监视器

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添加一个折射率监视器
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这样监视器就处于xz截面
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同理添加时间监视器,拖拽到指定位置
拖拽会以灰色网格为单位,若想取消这个效果,需要打开Edit drawing grid,取消勾选snap to grid
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黄点是两个时间监视器
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添加Movie监视器在XZ面
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添加一个profile在YZ面
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设置要监视的内容
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再添加测量透射率和发射率的监视器。
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拖拽红点可以拉长范围
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设置频率点
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使用拷贝工具复制一个监视器作为透射率监视器
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最后调整各个监视器的监视区域,如果大于模拟区域就监视整个模拟区域,如果小就监视指定区域。
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保存文件

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检查

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先检查第一项材料:
我们设置的两个材料si和sio2在里面。
可以点击fit and plot画出曲线。
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然后检查内存需要。
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下方还有详细的分析,如果某一项需求过大,可以查看一下是否有可以优化的地方。

运行

点击运行按钮
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运行完毕后所有监视器都带有数据
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看一下折射率的分布
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点击Plot按钮可以绘制图像,蓝框中Re表示实部,Im表示虚部。
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看一下时间监视器的电场
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Movie监视器的文件保存在文件夹中
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emmmmm大体方向对了,但是效果有些差异。
看一下profile的电场
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上图是0.8微米的,点击value,有侧更改值可以看不同值的图像。
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透射率
T项
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反射率
一定要注意反射率监视器的位置!!!要在光源下方才是这个结果!!!
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可以在打开前一个监视器的同时在相应监视器上点击下面的选项,就可以把两个曲线添加到统一图中。
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数据处理也可以使用script窗口
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代码如下

f=getdata("R","f");
T=transmission("T");
R=-transmission("R");
A=1-R-T;
plot(c/f*1e6,R,T,A,"Wavelength","R T");
legend("R","T","A");

然后保存点击上方运行也可以达到之前的效果
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优化

优化窗口
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点击添加sweep扫描点击编辑进入编辑界面。
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parameter中选择Objects-structure group-objects-si-z max
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再设置高度变化范围
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这样的效果就是优化si厚度。
此时我们HIA没有设置分析参数。接下来设置分析组。
先添加一个分析组。
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然后将折射率和反射率监视器按图上两步放到分析组内。
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然后选择分析组,点击左侧编辑按钮,在Analysis的Script中输入要得到的参数。
这些语句是复制前面的脚本,不需要的可以在前面加 # 来注释掉。
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在Analysis-Variable-Results添加输出的参数
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回到扫描设置中,添加检测结果
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这里默认是10,意味着会进行10尺扫描,生成10组。
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点击运行
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运行完毕后就可以查看结果
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也可以观察曲线
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同理可以观察ATf的结果。

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