基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器


大家好,歡迎來到今日本期案例學(xué)習(xí),今天我要向大家介紹的是基于FDTD軟件中的FDE(有限元差分計(jì)算方式)進(jìn)行環(huán)形諧振器結(jié)構(gòu)的模擬,希望能你幫大家提供一些參考:

利用該軟件進(jìn)行模擬主要需要進(jìn)行以下四個部分環(huán)節(jié)的模擬:

第一部分:模型結(jié)構(gòu)的建模使用:

基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖1

a.模型框架

如上圖所示,主要是利用矩形波導(dǎo)和環(huán)形波導(dǎo)構(gòu)成。細(xì)節(jié)圖如下所示:

基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖2基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖3

我們在每個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)部分可以設(shè)置它的幾何位置以及結(jié)構(gòu)寬度、材料參數(shù)(本案例中使用的是二氧化硅材質(zhì))

第二部分:模擬區(qū)域的配置,為了簡化運(yùn)算在這里我們等價為二維結(jié)構(gòu)(XY面,在Z方向是無限延展的),在這一部分需要配置模擬監(jiān)視區(qū)域的幾何尺寸(模擬幾何區(qū)域會用藍(lán)色區(qū)域框架表示),模擬的環(huán)境折射率,模擬環(huán)境的溫度,設(shè)置網(wǎng)格尺寸(劃分完可以在左側(cè)模型樹中用mesh進(jìn)行生成展示,一般自動默認(rèn)生成即可),設(shè)置邊界條件等。(一般情況設(shè)置為PML條件:完美匹配層條件,一般用上圖中橙色框架顯示,)

基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖4 基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖5

基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖6

第三步:配置光源類型:(在本案例中我們選擇的為模式光源,在這里需要設(shè)置一個基模模式并且給定入射的波長,可以是單波長或者多波長,并且要設(shè)定光源幾何尺寸,即光源的光場直徑以及入射位置,是否呈角度入射等)

基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖7

第四步:設(shè)置監(jiān)視輸出的物理量(可以檢測光場強(qiáng)度大小,光能量數(shù)值,模式展開值等;在本案例中監(jiān)測光場光強(qiáng)度及功率值大?。?/p>

基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖8

輸出結(jié)果展示:可以根據(jù)自己所需要的物理量做相應(yīng)調(diào)整。

基于FDE(有限元差分)算法模擬環(huán)形諧振器的圖9

上述為使用該軟件進(jìn)行模擬的一個簡要指導(dǎo)思路,興許會為你用該軟件做模擬會有一個知道思路,喜歡的話就關(guān)注我們吧,為你提供更多的精彩內(nèi)容哦~

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