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大学《网站开发与应用》试题,网站能带来什么,做网站如何寻找客源,com域名多少钱Lumerical FDTD复现不对称光栅不同级的衍射效率最近在研究Lumerical FDTD#xff0c;想复现一下不对称光栅的衍射效率。说实话#xff0c;一开始觉得这玩意儿挺简单的#xff0c;不就是个光栅嘛#xff0c;能有多复杂#xff1f;结果一上手#xff0c;发现坑还挺多。今天…Lumerical FDTD复现不对称光栅不同级的衍射效率最近在研究Lumerical FDTD想复现一下不对称光栅的衍射效率。说实话一开始觉得这玩意儿挺简单的不就是个光栅嘛能有多复杂结果一上手发现坑还挺多。今天就来聊聊这个过程顺便分享一些代码和踩过的坑。首先我们得明确一下目标复现不对称光栅不同级的衍射效率。不对称光栅和对称光栅的区别在于它的周期结构不是对称的这会导致衍射效率在不同级次上有明显的差异。为了模拟这个现象我们需要在Lumerical FDTD中设置一个合适的光栅结构并计算不同级次的衍射效率。1. 设置光栅结构在Lumerical FDTD中光栅结构可以通过grating对象来创建。我们先定义一个不对称的光栅结构比如一个周期内有两个不同高度的矩形槽。代码如下period 1e-6; # 1微米 # 定义光栅结构 addrect; set(name, grating); set(x span, period); set(y span, 0.5e-6); set(z span, 0.1e-6); set(z, 0.05e-6); set(material, Si (Silicon)); addrect; set(name, grating2); set(x span, period); set(y span, 0.3e-6); set(z span, 0.2e-6); set(z, 0.15e-6); set(material, Si (Silicon));这里我们定义了两个矩形槽高度分别为0.1微米和0.2微米宽度也不同这样就形成了一个不对称的光栅结构。2. 设置光源和监视器接下来我们需要设置光源和监视器。光源通常是一个平面波监视器则用来记录衍射光场。代码如下# 设置光源 addplane; set(name, source); set(injection axis, z); set(direction, forward); set(wavelength start, 0.5e-6); set(wavelength stop, 0.5e-6); set(x span, 2*period); set(y span, 2*period); set(z, -0.5e-6); # 设置监视器 addpower; set(name, monitor); set(monitor type, 2D Z-normal); set(x span, 2*period); set(y span, 2*period); set(z, 0.5e-6);这里我们设置了一个波长为0.5微米的平面波光源并在光栅上方设置了一个监视器来记录衍射光场。3. 运行仿真并分析结果设置好结构、光源和监视器后就可以运行仿真了。仿真结束后我们需要分析不同级次的衍射效率。代码如下# 运行仿真 run; # 分析衍射效率 E getdata(monitor, E); Ex E.Ex; Ey E.Ey; Ez E.Ez; # 计算衍射效率 diffraction_efficiency abs(Ex).^2 abs(Ey).^2 abs(Ez).^2;这里我们获取了监视器记录的电场分量并计算了衍射效率。为了得到不同级次的衍射效率我们还需要对衍射光场进行傅里叶变换提取不同级次的能量。# 傅里叶变换 fft_E fft2(E); # 提取不同级次的能量 order [-2, -1, 0, 1, 2]; efficiency zeros(1, length(order)); for i 1:length(order) efficiency(i) sum(abs(fft_E(order(i)3, :)).^2); end这里我们提取了-2级到2级的衍射效率并存储在efficiency数组中。4. 结果分析通过上述步骤我们得到了不同级次的衍射效率。从结果来看不对称光栅的衍射效率在不同级次上确实有明显的差异。比如0级衍射效率通常是最高的而±1级和±2级的效率则相对较低。这与理论预期是一致的。不过这里有个小坑需要注意在设置光栅结构时如果光栅的周期和光源的波长不匹配可能会导致衍射效率的计算出现偏差。所以在设置光栅周期时一定要确保它与光源波长的关系合理。5. 总结总的来说复现不对称光栅的衍射效率并不算太难但需要注意一些细节。比如光栅周期的设置、光源波长的选择等。通过Lumerical FDTD我们可以很方便地模拟和分析这些现象。希望这篇文章对你有帮助如果你也在用Lumerical FDTD欢迎一起交流