透射譜的案例
基于Rsoft軟件進行長周期光纖光柵模擬
圖2 仿真模型設置參數
圖3 模擬光譜圖及模式階次
經之前講述的掃描過程仿真出來的是透射譜曲線，如圖3所示，其中縱坐標表示損耗功率（使用Rsoft將各光纖光柵周期仿出來的透射譜數據在數據處理軟件上處理后，可以得到各周期透射譜曲線圖，不同諧振波長所對應的模式也已標注上）如果要觀察到某一位置處的光場分布如圖4所示，具體要將最后的展示output設置為XY視角,同時在field output format和far field output設置為Amp、Phase 和 intensivity。
圖4 模式光場分布圖
在光纖光柵中，纖芯中的光傳播時，能量會向包層發生泄露，如圖5所示。這是通過simulation（紅綠燈），配置光源后運行得到的。詳細步驟在之前的教程中有所談及。
圖.5 單波長下結構能量分布圖
由上圖可知在LPFG傳輸過程中，如果觀測到波長滿足相位匹配條件時候足夠大時，不同包層模式能量與纖芯模式能量發生耦合作用。由于不同位置處能量的逐漸衰減擴散，導致更多的高階模式能量被激發，并彼此發生耦合（次要）與纖芯模能量發生耦合（主要）作用，進而使得光的能量大幅的衰減。
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展開 COMSOL SMS結構模擬簡要步驟
圖2：物理場設置
利用端口進行設置，有利于后期我們對透射率和反射率的計算，通常也就是我們所說的光譜。端口的類型我們一般選擇數值類型，并且入射端口我們選擇為開放，端口2為閉合。邊界類型需要在兩端設置完美匹配層和散射邊界，用來吸收反射或者散射波。
接下來就是網格的剖分，對于這種規整的幾何構型，我們一般選擇四邊形網格，如圖3所示，我們對每一邊界進行網格的劃分。
圖3：網格的劃分
最后一步就是對研究進行設置，一般用到邊界模式，如4圖就是對研究進行設置。
圖4：研究設置
為了后期得到掃描的透射譜，我們可以根據自己的需要對波長進行參數化掃描。下面是我的一個模擬成果。
圖5：光場分布圖
從上圖可以看出多模光纖的自成像效應，說明這個模擬結果是正確的。經過掃描我們可以得到透射譜，如圖6所示。
圖6：SMS結構的透射光譜
親們還可以對幾何參數進行優化，以便得到更好的透射譜。好啦，以上就是我的個人心得，感興趣的伙伴可以與我一起討論。
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展開 基于Rsoft的偏心單模光纖數值仿真
圖2 縱向功率分布圖
通過掃描多個波長的縱向功率分布，最后可以得出1560~1650nm波長范圍干涉儀的透射光譜，仿真得到透射光譜如圖3所示，從圖中可以看出透射譜有明顯的干涉峰，可以作為傳感的參考點。當外界環境或者光線自身發生微小變化時參考峰發生移動，從而實現傳感。
圖3 透射光譜
最后對模型進行優化，可以改變偏移量、長度、光線類型等，最后求出合適的模型結構，提高靈敏度。如圖4是將偏芯光纖長度縮短為一半仿真出的透射譜，偏芯長度越短，自由光譜范圍約小。
圖4 優化后的透射光譜
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展開 基于CST計算金屬超表面中的外在手性BIC
圖1：金屬開口環超表面
圖2：手性透射譜
在CST仿真中我們選擇頻域求解器，介質板介電常數為2.2，損耗正切角設為0.009，金屬選擇銅。具體參數設置如下圖所示：
圖3：建模
圖4：介質板參數設置
邊界條件選為unit cell，如下圖所示，z方向設為open/open add space都可。布洛赫波這里選取兩個模式LCP和RCP，如下圖所示。注意：選取unit cell邊界條件后會自動生成端口，無需再添加。Zmax對應上端口，zmin對應下端口。在邊界條件中設置入射角度為theta。計算之后可以得到LCP和RCP入射下的S參數
圖4：邊界條件設置
圖4：激勵條件和入射角度設置
圖5：計算的手性透射譜
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基于COMSOL計算微納結構中的多級散射
當打破結構對稱性后會產生一個高Q的準BIC，反射譜上表現為一個尖銳的Fano共振。我們關注第一個共振模式。
圖1：四聚體超表面
圖2：透射譜以及Fano擬合
第一個共振模式是一個磁偶極子模式，簡稱MD，文中進行了多級散射展開，MD的分量占主導，從場分布中也可以看到一個明顯的磁偶極子模式，如下圖所示。
圖3：文中共振模式1的多級展開和場分布
圖3：周期性邊界條件設置
在COMSOL中選擇波長域進行仿真，材料設為硅，折射率為3.42。上下添加完美匹配層，x和y方向采用周期性邊界條件，如下圖所示。并且在上表面添加入射端口，由于文章是TM波入射，因此，電場沿x方向，端口具體設置如下。
圖4：建模以及邊界條件設置
圖5：入射端口設置
在結構上添加積分算子方便進一步計算不同偶極矩對散射能量具體計算公式可參考呢文中補充材料，不同文獻公式會略有不同，但大同小異，不影響定性分析。最后計算得到透射譜線和多級散射能量分布。
圖6：多級散射能量積分計算
圖7：透射譜以及多級散射
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展開 基于COMSOL的固體力學或壓力聲學模塊仿真聲子晶體
在物理場中設置周期性邊界條件：
在周期邊界上設置一致的網格點，以提高數值穩定性：
仿真得到的一維聲子晶體能帶圖：
對于實際的準周期性模型，可以計算透射譜，以驗證聲子晶體能帶中存在的禁帶現象：
上圖可以明顯看到頻率對透射率的影響。特定的頻率下，聲波很難從一端傳播到另一端，就是對應的能帶圖中所謂的禁帶。
對于二維、三維模型，需要根據對稱性，建立合適的周期性模型及添加合適的周期性邊界條件。一些二維、三維結構的布里淵區：
二維聲子晶體能帶：
三維FCC聲子晶體能帶，以及這里選取的周期性結構：
得到的聲子能帶圖：
也可以按實際路徑長度，設定高對稱點分割，以便后續添加高對稱點標記：
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展開 基于CST的手性全介質超表面復現
首先來看兩種旋性的透射譜，在歸一化波長為4的位置出現了極強的手性共振。
同樣，反射譜也具有同樣的性質
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基于Lumerical的光子晶體諧振腔濾波器仿真模擬
透射譜計算即優化
添加透過率監控板，檢測計算透射結果，如下：
優化諧振腔，添加波導通道，刪去通道上的納米孔
優化透射譜線如下：
注意，本案只采樣計算了該波段內的41個點，用戶可自行選取更多采樣計算點，使得計算譜線更加光滑流暢。
特定優化光子晶體諧振腔結構可以有效地實現特定波段的濾光作用。
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通過設置FDTD邊界條件提高三維結構計算效率
本篇以AZO-Ag-AZO三層平面薄膜為例，在計算該結構的透射率、吸收率或反射率等參數過程中，通過不同的邊界條件設置實現了計算時間和內存的縮減，提高仿真效率。
1. 結構布置
2. 模型三維示意圖：中間為Ag層，上下兩層為AZO層
3. 三維FDTD仿真區域設定
4. 最常見的構造二維周期無限大結構的方方法是設置兩對周期性邊界條件：x min，x max，y min，y max均為periodic。
5. 常見FDTD區域俯視圖
6. 特殊的，若結構在X或Y方向對稱分布，可選擇該方向上的symmetric條件
7. 結構在X方向對稱分布的FDTD區域，只計算其中一半區域的電磁場特征
8. 若結構平面在X和Y方向上均對稱分布，可選其中一組為Anti-symmetric條件
9. 在對稱-反對稱邊界條件的設置下，僅計算模型FDTD區域的1/4
10. 三種情況下分別對應的計算內存要求，依次遞減。
11. 上下AZO層厚度不同時在550 nm波長下的透射率譜
總結：周期性邊界條件的設定可為特殊結構制定合適的計算策略，可大大降低模型仿真對計算機內存的要求，縮減計算時間，提高計算效率，尤其是對需要大量參數化掃描結構計算的情形。
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展開 華南理工《AFM》：實現18.7%效率的串聯有機太陽能電池！
圖2.a)串接器件結構；b)ICL的透射譜；c)具有不同ICL的串接器件的J-V曲線。
圖3.a)次電池中供體和受體的膜吸收系數
圖4.不同次電池厚度的串聯器件的J-V曲線
圖5.a)近幾年有效串聯有機太陽能電池統計圖
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《AFM》：納米晶硅納米棒的熱性能研究！
b)平均晶粒尺寸為187 nm的樣品通過光纖的透射譜。在低功率下測量的透射率，即在沒有加熱腔體的情況下測量的透射率，如藍色軌跡所示。紅跡顯示在較高激光功率(5 MW)下腔的加熱，第一個光學共振熱移到更長的波長。光譜是通過將泵浦激光從短波長掃到長波長而得到的。
圖7.使用光學共振冷卻的熱測量。a)冷共振和熱共振之間的探測激光器的不同波長示意圖。(a)冷共振和熱共振之間的探測激光的不同波長示意圖。b)在探測激光器的不同波長下測量的腔體溫度。(b)在不同波長的探測激光器下測量的腔溫度。冷卻速度或衰減率是從指數衰減曲線(虛線)中提取的。c)示波器記錄的不同探頭激光波長的光信號。
綜上所述，本文用幾種不同的實驗技術研究了納米硅OM晶腔的結構和熱學性質。達克費爾德透射電鏡分析表明，不同的退火溫度會導致不同的晶粒尺寸分布，從而影響材料的熱性能。
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標準具和晶體中的電磁場傳輸算法
在經過傅里葉變換后，我們獲得其角譜，同樣具有高斯輪廓，如圖5所示。按照方程（10）中的操作算子序列，輸入角譜將乘以透射或者反射率系數。我們仍以透射作為例子，并且對于線性偏振輸入場，我們使用t_xx和t_yx乘以E ?_x^in，以獲得輸出角譜分量。
圖4.由熔融石英制成，兩側有多層膜的標準具。其結構和光學參數如表1中所示。
表1 標準具的結構和光學參數
圖5 .（a）輸入高斯場分量的振幅；（b）對應的角譜分量。由于輸入光場為沿x方向的線性偏振光，因此僅顯示Ex分量。
如第三節中所指出，乘積的采樣不能自動得到保證，此案例中將顯示該現象。標準具由于其頻率選擇功能（頻譜或角頻率）而得到廣泛的使用。在我們的案例中，角頻率選擇可以解釋為系數txx和tyx以一種方式調制輸入角譜，以使特定的角頻率加強而其它的減弱。這種調制可以出現在一種非常精細的頻率水平上。因此，需要使用更精細的采樣以在輸出角譜中解析這樣一個精細的調制。為了獲得需要的采樣間距，我們遵循算法1，圖6中顯示了部分結果。
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