FDTD初学者设置

步骤：
（1）设置几何形状并赋材料性质
（2）设置仿真区、选择网格精度和边界条件
（3）添加合适的光源，修改光谱范围
（4）添加合适的监视器
至此，仿真文件就建好了，可以保存起来。
在运行之前，需要做几个检查：
1：检查几何形体是否如预期，可以使用折射率监视器查看；
2：检查材料拟合特性，在仿真光谱范围内，拟合的色散曲线是否光滑，材料特性直接决定仿真结果的精确度。
3：检查内存需要。如果内存需要超过计算机可用内存，必须修改文件的设置，例如Disable不必要的监视器、降低网格精度或增加细化网格尺寸大小、减少频域监视器检测的频率点数，利用对称性边界条件等。
如何设置仿真区大小？
按照步骤，设置完物体和材料后，添加仿真区，一般来说软件自动给出仿真区。对于周期方向，仅仿真一个周期，只要在相应方向的仿真宽度给出就可以，PML离开物体（折射率变化的地方）半个波长就可以了。建议光源， 探测器，衬底 的边缘全部超过FDTD仿真区域的边界。
PML是最常用的边界条件，其作用是吸收入射到其上面的电磁场，相当于场无阻挡地传播到无限远。实际的PML有一定的反射，曾经有用户测试FDTD Solutions， PML反射率可以小到1E-12。由于仿真还有其它误差源，一般不必要苛求PML的反射率到如此小的程度，只要PML对仿真结果的影响小到一定程度就可以了。
一般建议，PML应该离开物体（更准确地说应该是折射率变化的地方）半个波长左右，有时可以更小。其次，PML应该位于均匀网格区域，另外，PML的参数（一般是层数）要合适以便能吸收足够的场，这个对仅提高网格精度的仿真更为重要，因为网格变细后，如果层数不改变，总厚度只有几十个纳米，吸收性能可能变差。
要检查PML的设置（位置，层数）是否得当，可以将PML变远（即增加仿真区大小）、或增加层数，看看结果的变化是否显著、差别是否可以接受。如果不能，应该调整PML的设置。
缺省的设置一般建议使用stretched coordinate PML。如果入射角比较大，可以选用steep angle；如果在采取其它措施后仿真仍然发散，可以选用stabilized。 对于熟练用户，可以选择custom，这个选项需要调整PML的其它参数。实际上Steep Angle 和Stabilized就是针对特殊情况而定制的PML。
如何选择边界条件？
求解麦克斯韦方程必须有合适的边界条件。周期边界不言而喻，PML是最常用的。在半无限大的方向一般可以用PML。其它高级边界条件，例如对称性边界条件，可以熟练后再使用。
如何设置仿真时间？
对光学波段，使用缺省的1000飞秒就可以。对于太赫兹或者微波，需要适当加长。可以在光源光谱那里查看是否太短，如果光谱不正确，时间脉冲不完全。由于这个脉冲是光源位置的，它需要一定的长度传播到仿真区的另一端。一般应该比较长，其长度由设置的仿真时间决定。
结束仿真有几个方法？
正常情况下有两个方法，一是auto shut off min 达到指定数值；二是仿真达到了指定的仿真时间。一般应该由前者结束仿真，此时进程显示小于100%。个别情况，例如高Ｑ仿真按第二种方法结束。
非正常结束：点击 Quit and Save; Quit & don’t save; Force quit.
怎么知道仿真结束的时间是合适的？
一般情况下仿真在小于100%结束就是正常的。可以察看一些监视器的结果，例如透射率反射率，如果没有反常的数据，例如大部分结果为正个别地方为负（错误！）就可以。有时可以见到结果曲线有不规则的波纹，很可能是仿真时间不够或者PML太近造成的。
应该选什么监视器？
根据项要提取的结果，添加合适的监视器。一般建议添加至少一个时间监视器，以便仿真结束时的场信号情况（或者要分析频谱）；虽然是时域仿真，通常用户希望得到频域结果，例如透射率和反射率，此时应该添加 frequency domain power monitor。 index 监视器一般用来检查所设置的解噢股是否正确，检查完毕可以Disable。movie 监视器一般用于了解场的时间变化过程，初学者可以不用。
常用的材料特性网站：
http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/nk/
https://refractiveindex.info/
https://materials.springer.com/
FDTD中导入新材料：https://support.lumerical.com/hc/en-us/articles/360034915093
FDTD中光源类型选择：https://kx.lumerical.com/t/fdtd-solutions/623
减少FDTD仿真内存：https://kx.lumerical.com/t/topic/922
材料拟合设置参数：https://kx.lumerical.com/t/fdtd-material-explorer-fit-tolerance-max-coefficients-imaginary-weight/714
模拟文件衰减很慢：https://kx.lumerical.com/t/topic/486
Auto shut off min:https://kx.lumerical.com/t/auto-shut-off-min-auto-shut-of-max/534
斜入射：https://kx.lumerical.com/t/topic/5498
结构周期性、光源周期性和仿真周期性：https://kx.lumerical.com/t/topic/7500
对称性边界条件的使用：https://kx.lumerical.com/t/topic/25293/2

矢量作图：https://kx.lumerical.com/t/matlab/18589
理解重叠对象的网格顺序：
网格顺序属性控制模拟中重叠对象的网格划分方式。 对于不重叠的对象，它不起作用。 可以在材料级别（在材料数据库中）或对象对象级别（在对象属性中）设置网格顺序。 网格顺序较低的材料优先于优先级编号较高的材料（即，顺序1优先于2）。 为重叠的区域分配了优先级较高的材料的材料属性（请参见下图）。

在上图中，有两个对象部分重叠。 根据其网格顺序，实际被仿真的对象将有所不同。 如果两个重叠的材料具有相同的顺序，将从对象树中推断出网格顺序。 树底部的对象将优先于树顶部的对象。 为了确保正确定义模拟，建议避免两个不同的重叠结构具有相同网格顺序的情况。 要使用脚本设置网格顺序，用户可以设置材料（材料级别），设置名称或设置（对象级别）。对于使用共形网格的模拟，网格顺序属性定义了材料完全相互重叠的网格单元中的材料属性。 在包含两种材料之间边界的网格单元中，共形网格算法在这些边界附近求解麦克斯韦积分方程。使用索引监视器确认结构是否按预期进行了网格划分。默认材料数据库中的蚀刻材料：默认情况下，材料数据库中的大多数材料的网格顺序为2。唯一的例外是蚀刻材料，其网格顺序为1。较低的网格顺序表示对象使用 蚀刻材料将覆盖其他材料类型不同的对象。蚀刻材料的折射率为n ＝ 1。 如果使用其他背景索引，则应修改蚀刻材料以匹配模拟的背景索引。
例如：生成椭圆形波导https://kx.lumerical.com/t/topic/25574