FTDT 基本介绍
减小运行模拟时间及内存:
1.增大页面划分网格步长;2.增大网格步长;3.减小FDTD中的时间步长
设置大小:物理模型>监视器>光源>FDTD仿真区域
打开FTDT
一、设置材料
首先创建长方形结构的二氧化硅层 :structure---rectangle--右键编辑设置长宽高参数10*10*6um
左边一栏是设置材料的中心位置和大小,,,右侧一栏是设置材料的最大最小位置
勾选override mesh order from material database---设置材料优先级,数字越小优先级越高
继续添加长方体作为Si ----设置参数以及材料
二、编辑仿真区域 simulation
选中region添加仿真边界--
左侧状态栏出现FDTD---右键编辑---选中几何体的大小设置【仿真边界的大小可以与衬底的大小相同】---其最大值在材料上方半个波长,最小值在衬底中
第四栏 boundary conditions----设置边界条件----1.PML 类型是默认,对于所有类型都是适用的,但是运行时间长
2.如果光源和模拟结构具有高度对称性,如X,Y方向上具有周期性,则设置
若设置了平面波以及无限长的周期结构,则设置xy方向为periodic
设置时间步长,减少运行时间
在添加mesh---划分网格
左侧出现mesh---右键编辑----设置划分精度general【精度一般选择5nm或者2nm的精度】及大小geometry(注意:仿真区域即FDTD设置的区域要比网格区域mesh设置的区域大一点)----第一个参数general是设置精度,数值越小,精度越准确,计算越慢,一般用0.02um----第二个参数设置网格大小
三、添加光源Source
同样再左侧出现标志----右击编辑
用于改动波长的范围
四、添加监视器monitors
添加监视器的作用就是给出要测出的物理量有哪些
监视器的位置要高于光源
监视XY\YZ\XZ方向的监视
需要反射功率和透射光谱图 (反射监视器必须位于监视器上方【或者光源与FDTD上边界之间】,透射监视器必须位于衬底上材料的下方)
吸收光谱---------
找到script file editor---------输入代码
函数含义:f频率 从反射率中获得频率f
T表示透射,因为是矢量所以取负值
R表示反射,
吸收率A+R+T=1;
plot输出的结果表示 光速c比上频率f ,*1e9表示转换为nm级,需要输出的还有波长wavelength 以及单位nm,从“T,R”中得到
legend表示图中需要绘制的图像包括吸收A、透射T以及反射R
扫描
新建一个分析组--group--analysis------将透射谱和反射谱都放到分析组中
复制吸收光谱的代码------右键编辑analysis 组,把代码粘贴到分析组中,
为得到相应的结果:点击variables
点击扫描及优化运行按钮
扫描完成后sweep 前面图标出现红色圆圈表示是含有数据的,打开即可查看对应的点数据
从以下红框中选择不同的点对应的数值变化
检查运行内存
点击Check,选择Check simulation and memory requirements,
保证mesh和running
simulation不超过电脑内存大小,否则无法计算,需要降低精度才能计算
- 运行
上一步检查没有问题的话,点击Check旁边的Run,运行即可,等待运行结束。
右键点击R,可以查看该监视器平面的电场磁场等信息,选择T,查看反射率信息。
反射率曲线如下图所示
五、添加材料
Check--material database-----右侧add----sampled date ------在材料库中出现新建材料-----设置参数(参数设置需要在记事本中先写入不同波长对应的折射率 )
mesh order: