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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(jié)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。

類似地，儘管可以追蹤“非有效”的順序光線，但沒有計算出繞射效率，因此沒有辦法知道雜散光路中的功率比。Figure 1 在OpticStudio中設計 DOE /超穎透鏡的可能工作流程1.2 相位 -> 微觀結構 ->用POP + FDTD驗證為了解決先前流程的缺點，即在製造之前無法模擬系統(tǒng)性能，可以使用物理光學傳播（POP）和 FDTD 來精確計算PSF。

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(xù)設計，如偏振態(tài)、顆粒尺寸等。 2.接著運行腳本“2 圓艾里光場”，以建立仿真環(huán)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(xù)光學力仿真。

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

Y分束器是集成光子器件中一種非常重要的單元器件，它有非常廣泛的應用，如波導干涉儀、調制器、光開光、光分束器等。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。

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(qū)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(qū)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(qū)域定義。

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(qū)域。

2.2FDTD仿真方法與結構設計研究采用3D時域有限差分（FDTD）電磁仿真技術（Ansys Lumerical FDTD模擬套件）作為主要研究工具，該方法能夠精確求解麥克斯韋方程組，捕捉亞波長尺度的電磁場分布，特別適合處理多層薄膜結構中的光干涉和外耦合效率。

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(tài)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。

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。

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(yōu)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(jié)設置與相應的物理含義 課前須知a.需提前安裝好 Lumerical軟件

如下圖，作者制作了一排鋯硅納米柱，在其中摻雜熒光染料，隨后用顯微鏡聚焦渦旋光在納米柱一側，觀察到熒光分子被激活且熒光向著一側單向輻射。有兩點需要說明，第一個作者在仿真中使用的是偶極子光來近似等效聚焦渦旋光，第二點是作者的實驗現象我覺得也并不明顯是單向輻射，盡管他的仿真很明顯。

第3步：整體透鏡設計一旦從第2步構建了相位/光場相對于半徑的庫，就有兩種方法可用于設計和分析超透鏡整體：直接仿真：根據上一步的目標相位分布以及其相對于半徑的數據情況，在FDTD中構建和模擬完整的超透鏡。雖然這種方法更直接，但它可能會在內存和仿真時間方面帶來挑戰(zhàn)，尤其是對于較大的超透鏡而言。

； 本案例僅包含模型文件，但有一個如何運行仿真的簡單說明。

Lumerical是目前市場上專業(yè)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(huán)境，能夠為光子設計師提供具有創(chuàng)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(fā)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(fā)，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。

RCWA的光場結果也顯示出與 FDTD 的良好匹配：在以上內容中，我們主要討論具體步驟的前兩個部分：在OpticStudio內定義目標相位分布以及如何進行元原子仿真(基于FDTD或RCWA算法的高度和半徑掃描)。

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。

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。