FDTD操作案例2(3)

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”选项中将mesh accuracy设为4,设置的数值越高网格划分约细致，但是我们同时要考虑计算机的内存，如果设置的数值过大，仿真运行时内存可能不够用，会导致仿真无法进行，如果此项数值设置过低，仿真结果可能不准确。对于具有色散特性的金属材料，需要将“mesh refinement”选项设置为“conformal variant 1”，或者“conformal variant 2”。

“boundary conditions”参数设置如下图。因为纳米孔阵列具有周期性结构，所以我们需要设置周期性边界条件，这样就可以只对最小单元结构进行仿真来模拟无限大的区域。我们的结构和光源具有一定的对称性，设置对称性能有效减小仿真计算区域，提高效率。设置对称性时要注意光源的对称性，如果极化方向与对称平面平行，则选择“symmetric”,如果极化方向与对称平面垂直，则选择“anti-symmetric”,我们选择的是平面光源，电场方向沿X轴极化，根据上面的准则，对称性的设置如下图所示。

6. 添加网格覆盖区域。在仿真计算中，我们往往需要在部分区域对网格结构进行更为精细的划分，以使得仿真计算的结果更加准确。添加网格覆盖区域，就是对这个区域内的网格重新划分，提高计算精度。因为本例子中金薄膜的厚度为30nm，计算色散材料需要更精细的网格，所以我们在金膜所在的区域重新划分网格。

在“simulation”的下拉菜单中选择“mesh”添加网格覆盖区域。

对“mesh”参数进行设置，如下图所示。最小网格精度设置为2nm。因为我们的金薄膜厚度比较小，所以最小网格尺寸要小一些仿真结果才能比较准确。设置完成后点”ok”保存。

在运行仿真之前，还有两点需要注意一下。

第一，检查材料特性的拟合。在“check”下选择“material explore”。

至此仿真模型搭建完毕。模型结构如下图所示。

7. 在运行仿真之前，还有两点需要注意一下。

第一，检查材料特性的拟合。在“check”下选择“material explore”。

在如下对话框中选择仿真中所用到的材料类型，本例子中选择“Au(Gold)-CRC”,因为光源设置为单色光，只有单一频率，所以无法考察材料拟合的好坏。如果仿真计算的光源不是单一的频率，例如波段在400nm-800nm之间，考察材料特性的拟合。设置的参数如下图所示。点击“fit and plot”,出现金的介电常数实部和虚部的拟合情况。从两条曲线可以看出，我们所选的材料在400nm-800nm之间的波段的拟合的很好，说明所选择的材料类型正确。

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