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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。

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。

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。

附件下載聯系工作人員獲取附件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。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。運行和結果1.打開仿真文件，然后單擊“運行”按鈕。

基于FDTD腳本驅動的全流程：微型球體聚合空心球殼nanojet建模、散射光場及散射效率曲線繪制實踐焚天神劍關鍵詞：FDTD腳本編碼，全流程，異型球體建模，nanojet散射，散射效率曲線本設計運用FDTD腳本全流程，針對微型球體聚合的空心球殼nanojet展開深入探究。從建模著手，精心調試各項參數，成功搭建出精準且完善的模型，精準復現了空心球殼的結構特征。

</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。

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。

描述表面散射的數據以JSON文件格式儲存，并作為表面屬性加載到Speos或Zemax OpticStudio中。 本文主要說明如何使用Lumerical求解器從仿真中提取散射數據。

電磁散射（隱身）-涉及算法: 核心算法: 矩量法、時域有限差分法、有限元法。MoM: 非常適合計算電大尺寸開放目標的散射問題，但會產生稠密矩陣，內存和計算量巨大。FDTD: 在時域直接求解麥克斯韋方程組，一次計算可獲得寬頻帶響應，算法本身具有天然的并行性。-計算特點: MoM: 內存瓶頸和計算瓶頸并存。稠密矩陣的存儲和求逆是主要挑戰。FDTD: 高度并行。

本案例用COMSOL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。

若數值小于0.0，則散射不會發生，DLL 會被忽略。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。

密度積分后處理可用于計算吸收截面。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。

密度積分后處理可用于計算吸收截面。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。

答案就在它的雷達截面中。飛機的機身及其機翼經過精確設計，具有最小的 RCS，從而使雷達天線陣列產生的電磁信號散射最小。通過最大限度地減少對雷達站的后向散射，飛機基本上對遠程或短程雷達系統來說是隱形的。 結果是隱形飛機中使用了一些非常有趣且奇怪的結構設計，就像上面所示的美國 F-117 夜鷹一樣。

密度積分后處理可用于計算吸收截面。 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。

在這一過程中，通常需要點監視器、面監視器以及其他監視器的協同，并通過腳本或者FDTD自帶的掃描功能對相位結果進行輸出。

下圖展示了這種方法示意圖，圖中認為結構在z方向分布相同，因此僅繪出二維截面。 其中，為介質1，介質2所占的體積。由上述介紹可知，介質體平均的方法在描述復雜結構的電磁特性時存在一定的局限性。這種方法通常假設介質體在空間上是均勻分布的，而忽略了結構內部分布的不均勻性。

以經典的矩量法(MOM：Method Of Moment)為基礎，采用了多層快速多級子(MLFMM：Multi-Level Fast Multipole Method)算法在保持精度的前提下大大提高了計算效率，并將矩量法與經典的高頻分析方法(物理光學PO：Physical Optics，一致性繞射理論UTD：Uniform Theory of Diffraction)無縫結合，從而非常適合于分析天線設計、雷達散射截面

3、超透鏡像素單元的優化計算TiO2柱子單元的透射率、相位等情況，計算結果如下： 接下來，我們討論不同拓撲荷數的渦旋超透鏡的相位分布、超透鏡建模、聚焦性能、拓撲和數與設計的是否對應等等，具體如下表所示：不同拓撲荷數對應的超透鏡相位分布(從上往下表示的含義：拓撲荷數、渦旋相位、普通超透鏡橫截面相位、渦旋超透鏡相位，渦旋超透鏡FDTD建模、xz截面的聚焦情況、xy截面的光場分布