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fdtd內置有平面光，高斯光，模式光，全場散射光，這些足夠滿足大部分情況。但是在一些特殊情況中，需要在fdtd中自定義光源，比如，在fdtd中入射一個渦旋光，徑向/角向偏振光等等，這個時候就需要編寫一些代碼將光源導入到FDTD中。下面是我簡簡單單在FDTD中仿真的一個渦旋光的傳播。

圖3 結構樹以及建模效果 掃描設計結構掃描個性化編碼，設置好掃描數量和范圍，仿真后形成下列仿真好的文件（需要經過一些仿真時間）。圖4 掃描腳本以及生成的仿真結果 散射光場、效率曲線首先，基于第二節的仿真結果，選取特定球殼半徑以及波長序號，生成光場圖，見下圖效果。

本課程是為光學工程師與光學科研人員所設計，涵蓋以下內容：· 核心光學原理介紹· 熟悉 Lumerical FDTD 用戶界面· 學會 FDTD 仿真流程· 了解掃描、優化等 Lumerical 特色功能· 學會基礎的腳本編寫與使用· 了解 Lumerical FDTD 各種細節設置與相應的物理含義 課前須知a.需提前安裝好 Lumerical軟件

Lumerical FDTD軟件求解器件的光學性質變化，證明電光開關的可行性。

引言本文將介紹一些可用于提升仿真性能的簡單策略。這些基本策略可能需要一些測試和預先思考，但它們簡單易行，對于大規模任務、多參數掃描和各種優化方案都大有裨益。注意：本文內容僅適用于在CPU上運行的FDTD仿真。更高效的仿真1.改進仿真設置這意味著通過調整網格大小（在確保得到合理結果的前提下盡可能增大Δx）、利用現有的對稱性或減少監視器收集的數據量來降低仿真要求。

Ansys Lumerical FDTD 軟件，模擬與不同情況相對應的各種組成材料和背景材料設置 Ansys Lumerical FDTD 實現準確模擬超構光學透鏡 Ansys Lumerical FDTD 實現與 Ansys Zemax 軟件交互集成，可以進行仿真數據互傳 利用 Ansys Lumerical FDTD

我們可以在仿真軟件中進行建模仿真， 如下圖所示。根據麥克斯韋方程組及FDTD求解算法，仿真空間具有邊界條件，介質分布將在網格中呈現，添加的光源可以位于空間內的任意位置。 運行仿真后，可以實現對光學現象的可視化，觀測光波的傳輸進程，并記錄仿真空間內的電磁場分布。

二、FDTD建模1.形成合適的圓艾里光束后，運行腳本“1 圓艾里光場參數設計”，進行光場參數的后續設計，如偏振態、顆粒尺寸等。 2.接著運行腳本“2 圓艾里光場”，以建立仿真環境。會隨第一步的參數進行深入設置。運行后會直接開始仿真。 3.形成的結構會記錄三維光場信息，便于后續光學力仿真。

對于衍射光柵，下面會先用較少的入射光條件，分別對RCWA方法與FDTD方法流程做一個介紹，并說明設定的區別與結果比較。 衍射光柵（RCWA方法） 在 LSWM 中，FSP檔案只需要幾何對象和FDTD仿真區域，其中RCWA求解的x和y范圍（相當于光柵周期）將從FDTD仿真區域定義。

下圖顯示了更高精度 FDTD 仿真的橫截面。FDTD 與理論結果之間的一致性顯然要好得多。此外，較小的網格會產生更高分辨率的場輪廓，從而更好地解析金屬界面附近的場。

電磁波經過PML層后會被PEC邊界完全反射回來，重新經過PML吸收并最終進入FDTD仿真區域。

專題二課程通過FDTD仿真實例以及論文模擬復現的形式，帶大家使用FDTD Solutions及相關軟件構建數值建模研究的方法。多個場景案例的應用講解，學習借助FDTD在超構表面設計、超構透鏡設計、納米結構的光學特性研究、波導結構設計等多個方向的研究。 詳情請看：軟研科技微信號：XIE-Tloml

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.

下圖顯示了更高精度 FDTD 仿真的橫截面。FDTD 與理論結果之間的一致性顯然要好得多。此外，較小的網格會產生更高分辨率的場輪廓，從而更好地解析金屬界面附近的場。

關鍵詞：斯格明子；SPP波；光學斯格明子；相位調控本工作基于表面等離激元（SPP）場，設計六邊形金屬狹縫結構實現光學斯格明子的動態調控，通過時域有限差分法（FDTD）仿真，驗證入射光相位調控可精準改變光學斯格明子的形貌與位置，為拓撲光學結構的可控構建提供仿真依據。

16、 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FDTD仿真的曲線完全一致。

對于24GB超透鏡仿真模型，使用2個GPU的FDTD仿真速度快2.0倍，使用4個GPU的FDTD仿真速度快4.0倍，使用6個GPU的FDTD仿真速度快6.0倍，使用8個GPU的FDTD模擬速度快8.0倍。

Lumerical是目前市場上專業的模擬光學仿真和硅基光電子設計軟件，提供了強大的設計環境，能夠為光子設計師提供具有創造性，高精確度和成本效益的設計解決方案，幫助設計師開發下一代微納尺度光子技術。本在線直播培訓課程將從各個論文中的案例出發，針對FDTD和MODE兩套仿真軟件作深入淺出的介紹，并從腳本和可視化界面對結構進行建模和仿真演示，完成對軟件的操作、分析及設計流程。

此外，FDTD 是一種全數值方法，而 RCWA 是半解析方法，STACK 則是解析方法，因此 FDTD 的結果精度通常低于 RCWA 或 STACK。RCWA 和 STACK 仿真的設置也遠比 FDTD 仿真簡單，從而降低了仿真設置不當的可能性。對于平面波光源入射到多層結構的仿真，若各層在橫向上是均勻的，則可以使用 STACK 求解器。

Ansys Lumerical FDTD是業界公認的微納光子器件仿真的標準工具。　　這款高性能二維／三維麥克斯韋方程求解軟件，能夠精確分析具有微納尺寸或亞波長結構與紫外、可見、紅外、太赫茲和微波的相互作用，能被廣泛應用千微納光電子器件、工藝以及材料的設計、分析和優化。　　FDTD的集成設計環境支持腳本語言操作、高級后處理和結構優化功能，讓用戶可以更專注有效地完成設計要求。