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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。

摘要：渦旋光束因攜帶軌道角動量(OAM)在光通信、量子信息及超分辨顯微等領域具有重要應用，但其傳統(tǒng)生成方法依賴體光學元件，存在體積大、效率低等問題。基于超表面的渦旋超透鏡通過亞波長結構實現(xiàn)波前相位調控，兼具緊湊性與高性能優(yōu)勢。本文基于Lumerical FDTD仿真平臺，設計了一種高效生成拓撲電荷數(shù)可調的渦旋超透鏡。

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(xiàn)象我覺得也并不明顯是單向輻射，盡管他的仿真很明顯。

在上一篇文章中，展示了了使用FDTD自定義光源，并舉例一個渦旋光的傳播仿真。那么，其實FDTD中也可以自定幾何形貌，下面展示下隨機分布的納米團簇。1，鋪在基板上的金納米錐團簇，排列可以按照TEM圖來2，隨機分布的任意大小，不同形貌的金納米顆粒3，超表面結構

光學和光子學的物理定律可用于對光的傳播進行建模。傳統(tǒng)的反射和折射光學（也稱為幾何光學）將光描述為可以被光學材料（如磨光玻璃、彩色磨砂塑料、人體皮膚、啞光白漆等）反射、折射、散射或吸收的光線。與之不同的是，衍射光學將光描述為一種電磁波。當光波遇到尺寸與其波長相當?shù)奈⒂^結構（微光學元件）或開口時，就會發(fā)生光衍射。

Lumerical FDTD和CHARGE工具已被用于量化所設計的CMOS傳感器的量子效率。CMOS圖像傳感器由帶有光學和電子元件的微觀像素組成。主要的光學元件是微透鏡和彩色濾光片，用于將所需波長的光聚焦在成像器底部硅襯底的正確點上。吸收的光子產(chǎn)生帶電載流子，這些載流子被收集并傳輸以在電子側進行檢測。電子設備具有包括柵極和互連在內的組件，這些組件可能會干擾傳感器內部的光路徑。

Ansys Lumerical的FDTD和CHARGE可用于解決眾多設計難題，例如：背照式傳感器、光學和電子串擾的影響、微透鏡偏移或斜入射角幾何結構的優(yōu)化，以及將彩色濾光片整合到復雜傳感器幾何結構時的效果。與Ansys SPEOS結合使用時，工程師可以仿真整個攝像頭系統(tǒng)，把CMOS圖像傳感器攝像頭設計提升到新的水平。

插圖：無金屬沉積的槽波導的彩色 SEM 截面圖像。b) 相移器兩臂上的電場 E RF 。c) 相移器兩臂上的光場 E opt 。d) PSW MZM 的簡化制造過程。EBE：電子束蒸發(fā)，EBL：電子束光刻，ICP：感應耦合等離子體。彩色 SEM 圖像顯示等離子體 e) TFLN MZM，f) 相移器，以及 g為驗證該方案，我們自主制備了等離子體TFLN MZM（圖1d）。

圖 3 顯示了光波導/二極管區(qū)域內摻雜分布的影響，其中彩色輪廓顯示了兩種不同注入劑量情況下的絕對凈摻雜濃度。 圖 3. 兩種不同注入劑量的凈摻雜濃度，用于研究摻雜濃度對光調制器性能的影響。第二個示例具有非常大的特征（例如傳輸線）以及集成電場中非常小的特征——光相位調制波導，使用基于網(wǎng)格的工藝仿真器來減少仿真所需的計算資源。

對于光調制器結構，使用兩種不同的 n 型和 p 型注入劑量研究了摻雜濃度對形成調制二極管結構的影響。一種結構對有源區(qū)磷和硼注入分別使用 1.5e13/cm2 和 1e13/cm3 的注入劑量，而第二個實驗使用 3.2e12/cm2 和 2e12/cm2 的注入劑量進行相同的注入。圖 3 顯示了光波導/二極管區(qū)域內摻雜分布的影響，其中彩色輪廓顯示了兩種不同注入劑量情況下的絕對凈摻雜濃度。

? 可與FDTD Solutions 的矢量場數(shù)據(jù)交換，來處理宏光學系統(tǒng)和微結構光學。? COM服務器/客戶端支持與Matlab、Excel、C++、VB、C# 等程序相互調用。? 使用“Bird Simple Spectral Model”模擬太陽光在不同位置、不同時間以及一系列環(huán)境因素如大氣氣溶膠厚度、大氣可降水量、表面壓強等對接受面照度影響。