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三 培訓對象研究方向為超材料仿真或者波導光子器件的研究人員四、培訓內容（1）入門板塊主要通過一個簡單的實例對FDTD的界面和操作流程進行介紹，并對涉及其中的材料庫、結構組、光源和監視器等進行相關說明和解釋，最后將以簡單的案例出發對腳本建模進行簡要的展示和說明。

在Lumerical系列軟件做仿真計算過程，我們經常會遇到要自定一些材料數據的，例如等離子振蕩模型，或者一些參數數據等等。這些數據的導入雖然不是很困難，但是要想在再導入之后修改修改材料參數，那就顯得非常麻煩了。因為這些數據每次都要導入，計算，循環往復。因此，本推文出于方便眾多Lumerical FDTD使用者，而編寫一個很方便更換材料數據的腳本。

現如今已經成為FDTD當中一種常見方法，基于該方法，已經有多種改進方法應用在FDTD中。原始的Yu-Mittra共形網格方法是為了解決理想導體與介電材料界面處的精度計算。理想導體內部電場為零，故有法拉第電磁感應定律‘ 可以得到二維FDTD迭代方程?進一步的可以將其應用到介質表面的共形網格當中。

FDTD用戶自定義的材料介電常數數據怎么導出

下面簡單介紹Berenger-PML（BPML），即分裂場完美匹配層，以二維TE為例，其將磁場分量分裂為兩個子分量，且，對應麥克斯韋方程為其中介質參數滿足阻抗匹配條件，當材料參數為（0，0，0，0）時即為真空。電磁波的任意波長以任意角度都能在PML層當中傳播，但振幅由于PML吸收而不斷衰減。

Ansys Lumerical FDTD是業界公認的微納光子器件仿真的標準工具?！　∵@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?！　?em>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。　　

左：FDTD模擬的結果，右：用matlab解析計算出來的結果 ??2、FDTD模擬的400nm處的電場分布 ??免費案例，模型文件請從附件中下載：036-FDTD納米線的散射（僅模型文件）.zip文字版建模過程詳解：1、 雙擊圖標打開Lumerical軟件，然后新建一個FDTD工程文件，如下圖2、 將窗口的排布顯示成二維排布

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

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。

對球體進行編程建模，形成FDTD的參數列表以及模糊化處理的編碼。編碼的優勢為波長范圍、頻率采樣率、球殼半徑、微球半徑以及材料靈活設置，一鍵式操作。圖2 model參數設置以及編碼形成如下結構樹以及規律排列的球形微球陣列。

對于非磁性材料，FDTD求解的麥克斯韋方程可以化為如下形式： 橫向電波（TE）: 橫向磁波（TM）: FDTD從時域麥克斯韋旋度方程出發，在一定體積內和一段時間上對連續電磁場的數據抽樣，它直觀地再現了在離散數值時空中電磁現象的物理過程。因此，FDTD是對電磁問題的最本質、最完備的數值模擬，具有廣泛的適用性。

進一步推廣模型基板上的顆粒此示例使用被均勻材料包圍的粒子。如果顆粒在基板上，則必須修改分析的遠場部分。此示例中使用的技術（從封閉的監視器盒投影）僅在所有監視器都位于向外延伸到無窮大的單一均勻材料中時才有效。當存在基板時，計算遠場散射模式的最佳方法是使用一個位于粒子上方或下方的監視器（取決于散射的主要方向）。然后，您可以使用標準的 farfield3d 函數。

</li><li>預運行GPU進行內存估算，并提供更準確的GPU仿真報告</li><li>提高了大型模型FDTD模擬的網格劃分效率</li><li>FDTD GPU仿真兼容的新功能（色散材料、PEC材料、偶極子源、單頻導入源）</li><li>Lumerical MODE和Lumerical FDTD數據集的重疊計算</li><li>使用RCWA進行體全息光柵仿真</li></ul><p><strong

支持材料 小結這篇文章介紹了 Lumerical 中 RCWA 求解器，其中包括 RCWA 求解器的基本原理、使用方法、關鍵設置（如傳播方向、偏振、反向傳播選項）、適用場景（對比 FDTD 和 STACK），以及它對各向異性和有損材料的支持與限制。

工作流 適用于PrimeSim的光子Verilog-A緊湊模型Ansys Lumerical FDTD Lumerical Burst改進（“提交即忘”模式、支持S參數掃描、支持Spot實例） GPU加速FDTD仿真的新功能（體電流源、寬帶源、直接網格劃分） RCWA求解器新功能（Theta和Phi二維映射、擴展場監視器區域、內存與線程的自動平衡） 3D