FDTD操作案例2.doc
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1、一 基于Au薄膜正三角形孔阵列提取光场强度分布图 本例子中取Au薄膜厚度30nm,三角形孔阵周期800nm,小孔直径600nm。Au得材料模型选取“Au (Gold)CRC”,或者自建材料模型。参见hole arrays_E fied pro文件。1. 添加金薄膜,打开FDTD Solution 软件后点击“structure”,添加长方体模块。如下图所示。 点击,对几何参数与材料类型等进行编辑。参照下图。 先将“name”改为“Au 30nm”,在“Geometry”下设置金薄膜得几何尺寸,我们只需要对下图红框所示得左边一栏进行编辑,其中“x span、y span、z span”分别对应金
2、薄膜得长、宽与厚度,而“x、y、z”表示其几何中心得坐标值,均设置为0。在“x span”中输入“0、8*2+0、6”,“y span”中输入“0、8*sqrt(3)+0、6”,“z span”中输入“0、03”,对应金薄膜厚度为30nm,便可得到如下图所示得结果。 点击“material”,选择所使用得材料类型,如下图所示,选中“Au (Gold) CRC”,点“OK”保存即可。现在对金膜得几何尺寸与材料类型设置完成。2、在金薄膜中添加小孔阵列。点击中得三角形,在下拉菜单中选择“Photonic crystals”。 然后在屏幕右侧得“Object”一栏中选中“Hexagonal latti
3、ce PC array”,点击“Insert”进行添加。 在左侧得结构树“object tree”中选中“hex_pc”,即我们刚才添加进去得六边形阵列,点击对它进行编辑。各参数设置如下图所示,其中“a”表示小孔之间得间距,即三角形孔阵得周期,“radius”表示小孔半径。设置完成后,点“ok”保存。 经过上面得步骤,我们搭建得模型得如下图所示。我们发现经过上面得设置所得到得三角形孔阵列其中两个小孔超出了金膜,为了好瞧起见,希望将多余得这两个小孔删掉,首先,如下图所示,在结构树下选中“hex_pc”,单击鼠标右键在菜单中选择“break groups”,不进行这项操作无法删掉多余得小孔。 在结
4、构树种选择希望删除掉得小孔,所选择得部分会对应于结构视图中,如下图所示,此时,可单击右键选择“delete”进行删除,或者直接点左侧工具栏中得按钮删除。 这时得到我们希望得金纳米孔阵列如下图。在左侧工具栏中选择可以对视图进行放大与缩小,鼠标左键放大,右键缩小。3. 添加平面光源。在“source”下拉菜单中选择“plane wave”,如下图所示。 对光源参数进行设置。在“general”中设置光源入射方向为z轴正方向,光源在xy面上得大小与金薄膜大小相同,区别在于其z轴位置不同。在“general”、“geometry”与“frequency/wavelength”下得参数设置如下面三个图所
5、示。其它选项默认不变。我们设置光源为单色光,波长为500nm。设置完成后点击“ok”保存。 4. 添加光探测器,仿真之后可得到垂直于z轴得平面上得电场强度分布。 选择“monitor”中得“frequencydomain field profile”。“frequencydomain field profile”探测器对光场得计算比较精确,如果需要得到如透过率、反射率等与能量相关得量,则要选择“frequencydomain field and power”探测器,这个计算能量更精确一些。 对monitor进行设置。在“general”下勾选“override golobal monitor
6、setting”选项,设置“frequency point”为1,因为仿真所用光源为单一频率,只记录这个频率下得仿真结果就可以了。Geometry 下得参数设置如下图。对于“spectral averaging and apodization”与“advanced”选项,保持默认设置不变。 在“data record”下对于我们不关心得输出选项,比如不勾选“Hx”、“Hy”、“Hz”,仿真运行之后不会保持这些分量得值,可以有效减小仿真数据存储空间。5. 添加仿真区域。点击“simulation”添加仿真区域。如下图所示。对仿真区域进行参数设置,如下面几个图所示。 在“mesh setting”
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