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包含的文件截圖：詳細描述： 如上圖所示，金納米棒分散在水中形成膠體，一束波長為 400 ~ 1200 nm 的光照射金納米棒膠體，計算其吸收截面、散射截面、消光截面。 由于金納米棒在水中的方向是隨機的，所以要考慮金納米棒上所激發出的局域表面等離激元（LSP）的橫模與縱模，然后將兩種模式做加權平均。

第2步：單位單元仿真-高度和半徑掃描在這一步中，我們掃描納米棒的高度和半徑，并獲得其透射、相位和近場信息，從而選擇出對應所需傳輸和相位特性的納米棒高度情況，然后保存相位與光場相對于半徑的結果以供后續步驟使用。RCWA求解算法將作為單元原子模擬的推薦/補充工具引入，并與FDTD進行比較以進行驗證。

第2步：單位單元仿真-高度和半徑掃描在這一步中，我們掃描納米棒的高度和半徑，并獲得其透射、相位和近場信息，從而選擇出對應所需傳輸和相位特性的納米棒高度情況，然后保存相位與光場相對于半徑的結果以供后續步驟使用。RCWA求解算法將作為單元原子模擬的推薦/補充工具引入，并與FDTD進行比較以進行驗證。

036 – FDTD納米線的光散射（僅模型文件，免費）基本介紹：主要內容：本案例通過matlab解析和FDTD模擬分別計算了半徑100 nm的納米線對TM光的散射截面，兩者完全吻合；基于Lumerical FDTD Solution求解，使用的軟件版本為Lumerical 2020 R2；計算所需的內存：1 GB；涉及的內容：2D-FDTD、場監視器、cross-section

第2步：單位單元仿真-高度和半徑掃描在這一步中，我們掃描納米棒的高度和半徑，并獲得其透射、相位和近場信息，從而選擇出對應所需傳輸和相位特性的納米棒高度情況，然后保存相位與光場相對于半徑的結果以供后續步驟使用。RCWA求解算法將作為單元原子模擬的推薦/補充工具引入，并與FDTD進行比較以進行驗證。

根據定義，橫截面以m的平方用于 3D 模擬和m用于 2D 模擬。 橫截面測量通常被標準化為散射物體的大小，如下圖所示。Mie 效率定義為橫截面與幾何面積的比， πr2對于球體（3D）和對2r于圓（2D），并且通常相對于尺寸參數 （2πn1/λ)，其中n1是 FDTD 區域的背景指數，對于空氣為1。將 FDTD 結果與從 mie3d 腳本獲得的分析溶液進行比較。

在散射光場模擬環節，其呈現效果與預期幾近一致，直觀展現出光與納米結構相互作用的細節。散射效率曲線繪制結果表明，不同球殼半徑在各異波長下呈現出穩定的差異規律。此項設計為納米光學研究、微納器件制備等領域提供了有力支撐，極具應用潛力。 結構設計納米球的外形輪廓如下圖左所示，預計產生的光場散射效果如右圖所示。

根據定義，橫截面以m2用于 3D 模擬和m用于 2D 模擬。橫截面測量通常被標準化為散射物體的大小，如下圖所示。Mie 效率定義為橫截面與幾何面積的比， πr2對于球體（3D）和對2r于圓（2D），并且通常相對于尺寸參數 （2πn1/λ)，其中n1是 FDTD 區域的背景指數，對于空氣為1。將 FDTD 結果與從 mie3d 腳本獲得的分析溶液進行比較。

解決方案 中山大學發現 Ansys Lumerical FDTD 的能力與他們的研發需求高度契合：Lumerical 作為專業的模擬光學仿真軟件，有強大的設計環境，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，并能提供領先的光學設計軟件和技術服務： Ansys Lumerical FDTD 軟件仿真解決方案，提供可靠的納米級元素分析結果

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

圖3 金屬諧振諧振結構和FDTD仿真域對于金屬諧振結構來說，一般將其反射相位作為超透鏡陣列調控的參數，因此需要對結構的反射率以及反射相位進行仿真模擬，如圖3所示為普通矩形金結構在寬波長范圍下的反射率和反射相位曲線（通常需要對該曲線進行后處理，使其直接輸出角度制的相位）。

由于BHQ分子的強吸收峰與金納米棒的 等離激元共振峰 重疊，因而，BHQ分子會通過共振調控減小金納米棒的散射截面，從而降低金納米棒的散射強度（ 也就是金納米棒 的散射強度被BHQ分子的吸收峰有效抑制）。

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

FDTD方法工作流程范例說明 有關使用這些函式執行FDTD模擬的示例腳本，請參閱“GratingExport_FDTD_RCWA_workflow.lsf”。 如RCWA驗證條件，初步使用垂直表面的入射光和25個波長執行GratingExport_FDTD_RCWA_workflow.lsf，以快速比較FDTD和RCWA結果。

具體設計中，金納米環與金背反射器的組合被選為最優方案——金具有優異的等離子體共振特性與化學穩定性，可有效減少生物環境中的干擾；絕緣介質基板由一層制成，厚度經優化后確保電磁場與分析物的高效作用；傳感器整體結構參數通過粒子群優化（PSO）算法迭代優化，最終確定關鍵尺寸如表1所示。

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。

本篇以基于金薄膜的復雜納米孔結構為例，計算了結構在被x偏振方向的高斯光束照射后于不同平面觀測到的光場局域效果。一、結構建模首先是建立結構模型，結構為上方大孔，下方小孔的嵌套結構，基底為氧化硅。依次在基底上方、小孔上方、大孔上方以及縱向截面放置監視器。將高斯光波長設置為400nm，放置在結構上方，向下照射。1. 為結構布置2. 建立的模型二、參數設置3.

在本應用示例中，展示了如何使用FDTD在保持高透射率的同時，在任意角度上最大化納米線柵偏振器的對比度。

本文模擬過程中采用Drude模型，可以表示為： 利用 FDTD 方法建立模型，采用波長范圍為 400 ~ 3000 nm 的平面波，沿 z 方向向下垂直入射金屬表面，偏振方向沿 x 方向。x和y方向上設置成周期邊界條件(periodic)，z 方向設置為吸收邊界條件(PML)。