散射截面
關注創建者：opt-simul 創建時間：2022-02-14
散射截面的視頻教程
如何應用FEKO進行復雜目標體的雷達散射截面仿真
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散射截面的實例教程
015 - FDTD金納米棒的吸收、散射、消光截面（僅包含模型文件，46元）
基本介紹：
主要內容：根據發表在 Langmuir 上的論文《Synthesis of Absorption-Dominant Small Gold Nanorods and Their Plasmonic Properties 作者：Henglei Jia等》，重復了圖2a、圖2b、圖2c、圖2d；
基于Lumerical FDTD Solution求解，使用的軟件版本為Lumerical 2016a；
計算所需的內存：8 GB；
涉及的內容：TFST光源、cross_section分析組、自己編寫腳本畫圖 等；
繪制了：四個不同尺寸金納米棒的吸收截面、散射截面和消光截面；
注意：本案例僅包含模型文件，但有一個如何運行計算的簡單說明，購買后不附帶答疑指導。
包含的文件截圖：
詳細描述：
如上圖所示，金納米棒分散在水中形成膠體，一束波長為 400 ~ 1200 nm 的光照射金納米棒膠體，計算其吸收截面、散射截面、消光截面。
由于金納米棒在水中的方向是隨機的，所以要考慮金納米棒上所激發出的局域表面等離激元（LSP）的橫模與縱模，然后將兩種模式做加權平均。
金納米棒的尺寸考慮四種情況，直徑/長度分別為（單位nm）：40.2/104.3、16.6/62.2、6.0/16.2、8.8/36.6。
計算的內容和結果：
1、論文中四個不同尺寸的納米棒的吸收、散射和消光截面 ??
2、本案例的計算結果 ??
再次提醒：本案例僅包含模型文件，沒有講解視頻，也不附帶答疑指導。
展開 在“電磁波，頻域”節點將公式改為散射場，背景波類型改為高斯光束，束流方向改為沿y軸，束流半徑改為1m，這樣我們用一個束流半徑極大的高斯光束來近似成一個平面波
10. 右擊定義→組件耦合→積分，將“幾何實體層”改為邊界，按下圖所示選中標藍的四個邊界
11. 右擊定義→變量，輸入3個變量，分別為：
這三個變量分別代表入射光強、散射功率、散射截面。由于我們這里使用二維建模，所以散射截面的單位不是面積單位，而是長度單位m
12. 在“網格”節點點擊“全部構建”，可以看到自動構建出來的網格。
13. 在“步驟1：波長域”節點將波長單位改為nm，點擊“范圍”圖標，在彈出的對話框中將起始、步長、停止分別填入400、5、800，然后點擊“替換”，這樣波長就被替換為“range(400,5,800)”
14. 最后，點擊“計算”運行計算，稍等片刻
15. 計算完成之后，窗口中會自動畫出電場分布
16. 右擊“結果”，增加一個一維繪圖組，將標簽改為“散射截面”，取消勾選“顯示圖例”
17. 右擊 “散射截面”一維繪圖組，新增“全局”圖，在表達式中輸入“Csca”，單位改成m
18. 點擊繪制，就可以在繪圖窗口中看到散射截面的曲線
19. 用matlab打開“Scattering_of_nanorod.m”，如下圖點擊紅框中的“運行”，即可得到解析計算的散射截面，與COMSOL仿真的曲線完全一致。
展開 </p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/63954643d5d54e078f3a61f65585014e.png"></p><p><br></p><p>從下面結果的曲線可以看到 ，當頻率在接近500THz的時候會有散射和消光截面的峰值。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201908/ee33905f7b114c2f9034b54835cc4f93.png"></p><p><br></p><p><br></p><p><strong>模型文件在文中開頭，需要的可以下載，加密文件如需密碼可以私信我。謝謝。</strong></p><p> </p><p> </p><p> </p>
展開 036 – FDTD納米線的光散射（僅模型文件，免費）
基本介紹：
主要內容：本案例通過matlab解析和FDTD模擬分別計算了半徑100 nm的納米線對TM光的散射截面，兩者完全吻合；
基于Lumerical FDTD Solution求解，使用的軟件版本為Lumerical 2020 R2；
計算所需的內存：1 GB；
涉及的內容：2D-FDTD、場監視器、cross-section分析組、matlab編程 等；
繪制了：散射截面隨波長的關系、電場分布；
本案例僅包含模型文件，但有一個文字版的建模過程詳解。此案例不附帶答疑指導。
包含的文件截圖：
詳細描述：
如上圖所示，用TM偏振的平面光照射一根無限長的介質納米線，納米線的半徑為100 nm，折射率為2。本案例用FDTD模擬了400 ~ 800 nm波長范圍內的光散射截面以及電場分布，并將結果與matlab解析計算的散射截面相比較。
計算的內容和結果：
1、散射截面。
展開 雷達散射截面計算：
對于大型目標、地面目標等的 RCS雷達散射截面（目標識別）計算也通常是電大尺寸問題，同樣， FEKO的混合高頻算法對這類問題也有很好的計算效果。
EMC/EMI分析：
EMC/EMI分析的涵蓋范圍非常廣泛， FEKO適用于系統級的高頻 EMC/EMI計算，前面提到的天線布局分析實際上就可以完成天線系統的 EMC計算。FEKO的很多特有技術對 EMC分析非常有效，比如：有多種方法可以模擬介質體和磁性結構、能有效處理真實地面、用多層介質函數可以分析印刷電路板、特別善于處理電大尺寸問題的高頻混合算法、自適應頻率采樣（ AFS）技術特別適合于寬帶 EMC分析等等。
平面微帶天線：
FEKO采用全波方法分析微帶天線，可以精確獲得耦合、近場、遠場、輻射方向圖、電流分布、阻抗等參數；
電纜系統：
FEKO可以非常高效地處理系統中的負責電纜束的耦合以及電纜與天線的耦合問題。
文章來源武漢瑞達斯科技有限公司
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散射截面的最新內容
復雜場景仿真能力
Feko在處理大型電磁問題方面表現卓越，特別是針對天線布局、雷達散射截面（RCS）分析和電磁兼容性（EMC）測試等復雜應用。其獨特的混合求解技術可以高效仿真安裝在飛機、船舶或汽車上的天線性能，幫助工程師在實際部署前發現并解決潛在的電磁干擾問題。
3.
吸收和散射截面
吸收截面（總吸收功率除以入射光束每單位面積的功率）由位于 TFSF 源內的分析組計算。分析組測量流入顆粒的凈功率，并通過將其歸一化為源強度，返回吸收截面。同樣，散射截面由位于 TFSF 源外部的分析組計算。
根據定義，橫截面以m2用于 3D 模擬和m用于 2D 模擬。
橫截面測量通常被標準化為散射物體的大小，如下圖所示。
通量積分后處理可用于計算散射截面。(另外，遠場計算/傅里葉變換后處理也可以用于獲得角相關的散射振幅) 在本例中，Export Fields后處理用于可視化目的。
若數值大于0.0，則此時程序會將數值搭配散射截面（σs）進行計算，最后求得散射平均自由路徑（mean-free path）為λmfp = 1/nsσs。若密度等于0.0，則此時的平均自由路徑會與上方"平均路徑（Mean Path）"欄位等值。而當密度大于0.0時，平均路徑的數值將被忽略。此外，若平均路徑的數值為0，則 DLL 將被忽略。注意，平均路徑字段無法輸入負值。
通量積分后處理可用于計算散射截面。(另外，遠場計算/傅里葉變換后處理也可以用于獲得角相關的散射振幅) 在本例中，Export Fields后處理用于可視化目的。
通量積分后處理可用于計算散射截面。 (另外，遠場計算/傅里葉變換后處理也可以用于獲得角相關的散射振幅) 在本例中，Export Fields后處理用于可視化目的。
雷達散射截面計算：
對于大型目標、地面目標等的 RCS雷達散射截面（目標識別）計算也通常是電大尺寸問題，同樣， FEKO的混合高頻算法對這類問題也有很好的計算效果。
EMC/EMI分析：
EMC/EMI分析的涵蓋范圍非常廣泛， FEKO適用于系統級的高頻 EMC/EMI計算，前面提到的天線布局分析實際上就可以完成天線系統的 EMC計算。
由于BHQ分子的強吸收峰與金納米棒的
等離激元共振峰
重疊，因而，BHQ分子會通過共振調控減小金納米棒的散射截面，從而降低金納米棒的散射強度（
也就是金納米棒
的散射強度被BHQ分子的吸收峰有效抑制）。
計算平面波激發的納米粒子的散射和吸收截面、局部場增強和遠場散射分布（Mie 散射）。將截面和遠場結果與解析解進行比較，以驗證仿真的準確性。（聯系我們獲取文章附件）
概述
納米粒子的散射特性通常用場增強、橫截面和遠場分布來描述。本例展示了如何從單個 FDTD 仿真中獲得這些結果。
COMSOL軟件基本操作
• 參數，變量，探針等設置方法、幾何建模
• 基本函數設置方法，如插值函數、解析函數、分段函數等
• 特殊函數的設置方法，如積分、求極值、求平均值等
• 高效的網格劃分
前處理和后處理的技巧講解
• 特殊變量的定義，如散射截面
