1、加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 1 加拿 大 Lumerical 微纳光 学软件 FDTD Solutions 经典 问题集 赵海军 Email ： Tel ：136 4166 4322 基于时 域有限差分法（FDTD ）的高性能多处 理器麦克斯 韦方程 求解软件， 可用于 纳米光学器件、 过 程和材料的设 计、分 析和优化。 1. FDTD Solutions 概述 FDTD Solutions 是一 款高 性能三 维麦 克斯 韦方 程求 解软件 ， 能 够用 来分析 波长 尺度特 征 的 复杂
2、结 构与 紫外 、 可 见和 红外辐 射的 相互 作用 。 通 过其特 有的 多系 数材 料建 模功能 ，FDTD Solutions 能够 准确 地模拟 宽波长 范围 内的 材料 色散 ， 因而用 户能 够高 效率 地计 算器件 在很 宽 谱带内 的响 应。 其高 度优 化的计 算引 擎能 够充 分利 用多核 计算 系统- 从笔记本 电脑到 高性 能 计算集 群， 以及 内置 的优 化模块 能加 速优 化纳 米光 学器件 ，FDTD 的 Solutions 是光 电子 设 计行业 专业 工程 师和 科学 家的首 选。 2. 使用 FDTD Solutions 主要 功能 可以进 行虚 拟原
3、型的 试制 ，从而 降低 昂贵 的物 理原 型试制 ； 可以充 分利 用最 先进 的计 算系统 进行 大量 的设 计评 估； 可以方 便客 户快 速的 运用 ，从而 提高 生产 力。 3. FDTD Solutions 主要特 点 自适应 网格 技术 内 存需 要小 超短的 脉冲 光源 仿 真速 度快 共形网 格技 术 仿真 精度 高 Bloch 边界 条件 斜 入射 平面波 多系数 材料 模型 及其 显示 高精 度材 料特 性 集成性 ：一 款软 件不 拆分 ，充分 发 挥 FDTD 的全 部 功能 FDTD 8.5 可以 添加 几乎 任 意材料 各种非 线性 （泡 克尔 ，克 尔，磁 光等
4、 ） 增益饱 和材 料 时变材 料 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 2 强大的 文本 程式 脚本 语言 自动视 频输 出 同时获 得时 域数 据（ 实数 ）和频 域数 据（ 复数 ） ！ 包含优 化模 块 包含共 形网 格技 术在 内的 高级网 格算 法 任意旋 转的 模式 分解 监视 器 模式光 源可 以任 意旋 转 直观的 视觉 化工 具 4. FDTD Solutions 主要应 用 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群
5、：278300738 3 FDTD Solutions 用 于解决各 种各样 的 应用， 涉 及光的 散 射、 衍射 和辐 射传播 ， 如： FDTD Solutions 已 经用于 许多 工程问 题， 部分如 下： CMOS 图 像传 感器 像素 为了降 低数 字摄 像系 统成 本 ， CMOS 像素 尺寸 不断 减小 ， 随之 而来 的 问 题是信 噪比 的相 应减 少以 及像素 串扰 的增 加。 了解更 多信 息 (EN) 太 阳能 薄膜电 池 薄膜硅太阳能 电池表面上的金属纳米粒 子阵列能够极大地提高对 太阳能 的吸收 。 了解更 多信 息 (EN) 固 体照 明 LED 的亚 波长纹
6、 理结 构增 加光萃 取效 率 ， 但 需要 像 FDTD Solutions 这样 的软件 工具 来优 化 LED 的 微结构 。 了解更 多信 息 (EN) 5. 重要资 料索引 软件官方 网站 ：http:/ FDTD Solutions 8.6 版 最新 简介： http:/ MODE Solutions 6.5 版 最 新介绍 ： http:/ INTERCONNECT 3.0 版 最 新介绍 ：http:/ DEVICE 3.0 版最 新介 绍：http:/ 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：2783007
7、38 4 Q1 ：电场 分布图 中 右边标尺 上的数 字 的意义是 什么？ A ： 这个要 看你在 Visualier 里怎么 设置 了， 如 果是缺 省设 置， 它 是总 电场的绝 对值， 即 sqrt(Ex2+ey2+ez2) 。 你可以在 里面设 置看绝对 值、强度 、某分 量 的实、虚 部，位 相 等。 Q2 ：如何 模拟太 阳 光谱？ 我觉得即使用 太 阳光谱计 算材料 的 反射或吸 收光谱 ， 与 用平面光 源 计算的结 果是一 样 的。 因为 某一波 长吸 收率是材 料吸收 的 光功率与 入 射的光功 率之比 。 不知对不 对？ A ： 一 般 的 测 量 都 是 相 对 测 量
8、 ， 因 此 仿 真 也 用 相 对 测 量 。 “ 相 对 ” 就 是 与光源 的光谱 具体 分布没 有关系 。太 阳光谱 在一天 内是 有变化 的， 目前常用 的有两 个 模型。 Q3 ：FDTD Solutions 是如何 来求得 色散 材料的 和的 ？ A ：请大家参 考： http:/ Q4 ： 为什么 100 微 米 厚 的 玻 璃 的 透 射 率 计 算 为 0? 用的是加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 5 Object defined dielectric ，index 1.5 ；g
9、lass index1.5 ，glass SiO 2 。 A ： 这个是 因为仿 真 时间太短 。 对 于有 玻璃的模 拟 ， 玻璃 的厚度要 取 多少合适? 有点厚 度 就可以了 ，玻璃 太 薄了会出 现干涉 条 纹。 Q5 ： 周 期 性 边 界 条 件 是 否 只 能 针 对 一 个 物 体, 还 是 几 个 物 体 都 可 以? A ： 这个并不限 制， 只要你的 结构是 这 样， 就可以， 注意 仿真只需 要 一个周期 。 Q6 ：使用 FDTD Solution 怎么算 45 和-45 的透 射率？ 还 有怎么计 算相位差 ？ 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元
10、 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 6 A：（ 1 ） 设置光 源的 入射角为 你想要 的 角度； （2 ） 当你获 得 Ex 、Ey 、 Ez 之 后 ， 可 以 使 用“angle ” 获 得 相 位差 分 布 ：ex_phase=angle(Ex) ， 其它类似 ， 但要 注 意：FDTD Solutions 软件直 接获得 的结 果是个四 维 的矩阵：x, y, z and f ，而你想 要的应 该 是 1D 的 Q7 ：光源 的纵坐 标 代表什么 意思（ 下 图 的纵坐 标） A ：前面两个 是光谱 分布，纵 坐标是 相 对强度， 最大值是 1
11、 。 下面的这 个是光 源 的时间信 号， 估 计 你用 Zoom 了， 所以振幅老 是负 值。 Q8 ：dipole 光 源和 planwave 的 工作原 理 是什么呢 ？ 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 7 A ：Dipole 就是 偶极 子光源 ， 是在 一定 的 Momentum 动量的情况下 激 发的，因 此其实 际 辐射功率 将随周 围 环境而变 ； 平面波没 什么可 说 的。 如果你 在时域 求解 Maxwell 方程 ， 一定需要 光 源这一项 ，这就 是 与频域方 法不同 的
12、地方。 Q9 ： power monitor 中的 T 和 P 各代表 的含义是 ？T 是光 源的实部 吗？ A ：T 是用 Transmission 函数计 算出来 的透射率 ，现在 放 在监视器 里 直接计算 了； 不是光 源的实部 。 光 源的实 部必须看 Ex ， Ey ， Ez 才有 。 P 就是总功 率密度 ，分量有 Px ，Py 和 Pz ，颇印 庭矢量 。 Q10 ：FDTD Solutions 关 于并行 计算的 问题？ A ： FDTD Solutions 支 持 两 类 并 行 计 算 ： 分 布 式 并 行 计 算 （distributed computing ） 和并
13、发 式并行 计算（concurrent computing）： （1 ）Distributed Computing ： 适 用 于 多 核/ 多 节 点 计 算 机. 如 果 文 件 很 小, 可以只用单核/ 单 节 点, 软 件 会 自 动 提 示. 节 点 之 间 都 是 用 高 性 能 网 络连接的. 此 时适用 于一台物 理的( 即 独 立的) 计算 机； （2 ）Concurrent Computing ： 当需 要很 多个类似 的仿真 计 算时， 可利 用 这 种 方 式. 此 时 各 台 计 算 机 之 间 只 需 普 通 网 络 连 接 线 即 可 。 这 时 是 多台分离 式
14、的计 算 机, 每台仍然 可以分 布式并行 计算； （3 ） 前者只 需要一 个 Full License 即可, 后者每台 计算机 均需要一 个 Engine License. Q11 ： 为什 么反射 率 有大于 1 的地方 ？ 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 8 A ： 多数情况是 没达 到 auto shutoff min 就停止运 算， 或 者 结构的谐 振 比较强， 达到 auto shutoff min 后有些波 长的谐振 仍然持 续 。 解 决 办 法 ： 增 加 仿 真 时 间
15、(FDTD/simulation times) ， 同 时 减 小 auto shutoff min (FDTD/advanced) 或使 用 mesh 将计 算网格 进一步细 化 Q12 ： 一些 金属粒 子 在入射光 的激发 下 ， 发生 表面等 离激 元谐振 ， 想 计算这种 情况下 的 表面电荷 分布， 不 知道 FDTD Solution 如何计算 A ：可以计算 表面电 荷分布， 参见 Q13: 我计 算了一 个纳 米粒 子的吸 收、消 光和 散射光 谱，我 按照 例子 做完得到 的都是 光 谱图了， 要怎么 样才 能把数据 导出来 呢 ？另外光 场 的分布图 能否保 存 成更加
16、清 晰的格 式 呢？ A: 导出数据 由几种 方法: (1) 在 分析窗 口, 作图 后, 下面有一 个 Export Data, 设 置文件 名 后直接点 ” Export ”就记 录为 TXT 文件. (2) 用 Script 里面的 Write 语句: http:/ 以上两种 方法导 出 的数据均 可以直 接 阅读 (3) 用 Savedata 保存 为 Script 可读的 格 式, 用 Load data 读取, 记录时它 同时把变 量名也 记 下了, 因此 Load 后, 变量名仍 然可以 使 用. http:/ (4) 也 可以将 所有变 量保存为 Matlab 直 接可读的 文
17、件, 见 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 9 http:/ Q14 ： 我们要 计算的 文件 很多 ，而我们 组现 在只 购买了一 个 license ， 所以不能 同时计 算 ， 我们想 晚上计 算 ： 一个计 算结束 之 后， 软件 可以 自动进行 下一个 计 算。 这样可 以有效 地利用软 件和我 们 的 时间， 请 问 FDTD Solutions 可 以实现吗 这样计 算 吗？若可 以请问 该 如何设置 ？ A：（ 1 ） 你 说 的 是 排 队 计 算 的 问 题 ，FDTD Solu
18、tions 完 全可 以 做 到 ； （2 ） 具体设 置如下 ： 将要计算 的文件 加 到队列里 ，见 Addjob http:/ runjobs; http:/ Q15: 原本 需要 用 GUI 的操作能 否都转 换成脚本 语言， 这 样我们操 作 的时候就 不需要 打 开 GUI ， 只在脚 本语 言里面做 修改？ 假 如我们的 服 务器上装 有两个 engine license ， 其中一 个用户正 在使用 GUI 和一个 engine license 运行 程序， 那么另 外一个 用户登录 服务器 能 否通过脚 本 语言（代替 GUI ） 使用另外 一个 engine license
19、 运 行程序 。 A：（ 1 ）engine license 只能 运行程 序， 不能做任 何别的 操 作，例如 编 辑 脚本语 言； （2 ） 第二种情 况，其 中 一个用户 正在使 用 GUI 和一个 engine license 运 行程 序 ， 另 外一 个 用户 登 录 服 务器 可 以不 需 要 GUI 来用 engine license 运行程序 。Engine license 的 运行不 需 要 GUI ，有加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 10 特殊的命 令，见 http:/ （一
20、般说 明） http:/ ne_single.html （Windows ） 以 Full License 为例 ，只要你 们的个 人 计算机与 工作站 都 是用局域 网 连着的， 那么一 个 人在用 GUI 编辑/ 分 析时， 另 外一个 人 可以用 script 命 令 运 行 他 的 模 拟 ， 只 是 当 正 在 编 辑/ 分 析 的 那 位 想 运 行 时 ， 系 统 会 提醒他不 能运行 ， License 被占 用； （3 ） 只 有我们的 软件 FDTD Solutions ， GUI 和 Engine 是分 开的，两 个人可 以 同时用， 当然每 个 人都只能 用 一部分功
21、能。 Q16 ： FDTD Solution 这款软 件的 dipole source 是脉冲 光源 ， 通过什么 方法可以 观察连 续 光源激发 下介质 内 部的稳态 光场分 布 呢？ A ： 有的软 件是直 接 利用单 色 光的时 域 数据， 这个需 要较 长时间的 仿 真 ， 而 且 只 能 是 一 个 单 色 光 ， 没 有 利 用 时 域 算 法 的 优 点 。 而 FDTD Solutions 利 用脉冲光 源，频 域 CW 稳态结果是利 用（power 、 profile ） 监视器 通过 对时间信 号去傅 立 叶变换精 确得到 的 ，因此是 严 格单色的 ，可参 见 ： htt
22、p:/ malization.html 注意： 为了 获得正 确的结果， 我们需 要在脉冲 几乎全 部 离开仿真 区域加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 11 后再结束 。 Q17 ：FDTD Solutions 计 算区域 一定是 矩形吗？ 可以设 置 成圆形吗 ？ A ： 由于 FDTD 是基于直角 坐标系 的 ， 因此是 矩形。 不 能是圆形 ， 也 没有必要 。如果 你 需要柱坐 标或球 坐 标下的结 果，这 都 是可以的 。 Q18 ： 为了考 察 PML 吸收层的 吸收效 果，我们 模拟了
23、 一 个三维空 间 上的偶极 子点源 的 辐射场。FDTD 计算区域为 80 80 150um ， 四周 为 PML 层， 垂直 反 射系数为 0% 。 点 源 添加在 （20 ，20 ，-140 ） 节点 处。 从计 算 结果 中 发现， 计 算区域 中 的场强分 布是不 对 称的， 请 问缺 省的 PML 层数如 何 设置？如 何设置 为 半个波长 厚度？ A ： 文件的一 个主要 问题是, 光源 没有在 仿真区 （ 讲座中 我讲 到了这点 ， 仿 真对象 、光源 、和 监视器 都必须 位于 仿真区 域里 ） ； 计算 是根据 网 格划分进 行的. 为了 获得绝对 的对称, 你 可以将光
24、源和 FDTD 区域都设 置为 XYZ=0, 同 时 也 要 注 意 监 视 器 位 于 对 称 位 置 , 同 时 可 以 在 FDTD/Advanced/ 中 选取 Force Symmetric x mesh (y,z) ， 结果一定是对 称的。 缺省的 PML 层数 设置是自 动的。 你 可以在 FDTD/ Advanced 那 里看 PML 的最 小最大 层 数。如果 在 Boundary 那里看到 PML 的 层数以达 到最大值 ，增加 最 大层数。 厚度也 是 自动计算 的，不 必 设置。 Q19: simulation 菜单 中的 mesh 选项 如何 应用， mesh 选项中
25、 的 dx dy dz 与空间步 长有什 么 关系？ A: 因为 FDTD Solutions 使用自 动优化 的 网格, 对于有 些比较 薄的尺寸加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 12 小的器件, 或 者电磁 场变化剧 烈的地 方, 需要进一 步细化 ， mesh 就是用 来细化计 算网格 用 的. 选项中的 dx dy dz 就是此区 域的空 间步长, 它们 是均匀的 网格. Q20: 如何设 置 计算 区域的空 间步长 、 时间步长 ？ A: FDTD Solutions 是自动优 化的非 均
26、 匀网格, 因此 只需要 设置所需 要 的网格精 度 Mesh Accuracy (FDTD/Mesh Settings), 一般用 缺省的设 置 2, 网格相 当于最 小 波长的十 分之一( 最 细的网格) 或更高. 建 议 大 家 刚 开 始 不 要 用 高 精 度, 等 结 果 看 起 来 还 可 以, 再 用 细 网 格 作 收 敛 试 验, 因 为 无 论 如 何 离 散 的 计 算 都 是 有 误 差 的, 当 用 高 精 度 得 到 一个比较 一致的 结 果时, 说明仿 真设置 正确, 结果可 靠. 注意, 因 为 不 同 材 料 内 的 最 短 波 长 不 同, 因 此 网 格
27、 粗 的 精 度 不 一定 低. 最 低 精 度 是 细 网 格 的 地 方, 假 设 是 其 材 料 内 最 短 波 长 的 十 分 之 一, 其 它 地 方 的 网 格 一 定 比 其 最 短 波 长 的 十 分 之 一 还 要 小, 以 保 证 最 低精度波 长的十 分 之一 Q21: 接受面特性选项 intensity vs frequency/wavelength 获得的光强 intensity 是 如 何 计 算 的 ？ 是 计 算 的 某 一 波 长 下 该 接 受 面 上 所 有 intensity 的平均值 吗 ？ A: 这 个 是 不 同 波 长 下 不 同 位 置 的 光
28、 强, 不 是 任 何 意 义 上 的 平 均. 我们 与其它软 件的方 法 不同, FDTD Solutions 的 Frequency Domain 监 视器 利用 时域 信号的 傅 立叶变换 获得频 域 信息, 因此你 就知道 Profile 监视 器得到的是含有 空 间坐标和波长的 结 果, 还可以用 Script 获得电磁场加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 13 的不同分 量的复 数 振幅. Q22 ： 为什么 我做不 出和文献 完全一 样 的结果？ A ：和文献结 果比比 较时，要 注意
29、检 查 ： 结 构 参 数 是 否 完 全 一 致 ？Mesh Order 的 设 置 是 否 正 确 表 示 实 际 结 构？ 材 料 模 型 ： 是 杜 德 模 型 、 洛 伦 茨 模 型 ？ 还 是 测 量 数 据 ， 与 文 献 中 的数据是 否完全 一 致？ 检查折射 率/ 材料 的拟合 fitting 是 否 正确？曲 线是否 光 滑且没有 人 为的谐振 峰 偏振方向 是否正 确(TE/TM 有两种 定 义) 边界条件 是否正 确且与光 源类型 匹 配？ Mesh Refinement 一般情使 用缺省 Conformal variant 0 模拟时间 是否足 以使电磁 场脉冲 全
30、 部通过器 件？ 检查所用 网格精 度或 override 能否 分辨器件 的细节 检查结构 是否有 高级衍射? Transmission 直接 给出的 是总 透过率 一 般模拟 结果与 文献 结果大 致类似 ，即 表示基 本设置 几乎 没有错 误， 但要得到 完全一 致 的结果， 做收敛 性 试验，参 见 ： http:/ Q23 ： 关于 mesh 的问题，附件 grating1 是让软 件自动 生 成 mesh ，并 且将精度 调整 为 8 级，可是 看到软 件 生成的 mesh 还是很 粗糙，不 能 体现模型 细节， 这 是什么原 因呢？ 加拿大 Lumerical http:/ 上海
31、海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 14 ： 可能是 因为你 有 其它软件 的使用 经 验， 急于 上手 FDTD Solutions ， 因此可能 没有时 间 浏览 Reference guide ， user guide 这两 个 手册和入 门 教程。 因此这里 花时间 给 你详细讲 解一下 ： 软件自动 生成的 mesh 是 根据设 定的网 格精度画 的，网 格 的尺寸是 材 料内最短 波长的 几 分之一， 例 如精度 2 是十分 之一， 精 度 8 是三 十四 分 之 一 ， 它 并 不 知 道 器 件 的 最 小 结 构 尺 寸 。 你
32、 的 模 型 细 节 是 0.09 微米，是 远远小 于 波长的， 因此你 需 要添加 mesh 细化 24 ： 我手 动划分 mesh ， 强制 将网格 指定为 10nm ， 但是此时网格 和 结构也有 错位。 水平 方向的错 位我通 过 调整 FDTD 区域的 位置修正 了， 但是垂直 方向的 错 位不能修 正 （垂 直调 整 FDTD 区域的位 置移动不 了 网格） 。 ：要分 辨细节 ， 添加 mesh 是正确的 选择。但 是你现 在 选用了均 匀 网格， 均匀 网格的 划分是从 某个角 落 开始的， 而 且你设 定的网格 大小 不一定正 好均分 post ，当然它 就不可 能 是对称
33、的 。如果 你 希望对称 ， 你可以 在 FDTD Advanced ，选 force symmetric x 或者 Y 、Z ，根据 你的需要 。 不过，看 来你是 需 要在 Z 方向划 分网 格，但是 Z 方 向不 对称，因 此 不能用上 面的方 法 。由于我 们有 Conformal 技术： http:/ hitepaper.html 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 15 没有必要 一定要 使 结构与网 格对齐 ， 再者说，FDTD 有 E 网格和 H 网格，两 者在 XYZ 方向都有 半个
34、网 格 的错位， 你要与 哪 个网格对 齐 呢？ 正确的做 法是先 用 低精度， 例如 2 ， 加上 mesh 来细分 一些细节 ，这 样内存需 要很小 ， 可以大大 加快仿 真 速度， 感 觉基本 可 以后， 再 做收 敛性试验. Q25: 请问 你们软 件对 电脑 的硬件 要求什 么？ 我要做 一个不 对 称 180 颗粒群落 ， 计算 机要 求大概的 一个内 存 或者硬盘 要求是 多 少？给我 个 概念就行 ！ A ： 对 电 脑 硬 件 的 要 求 取 决 于 要 模 拟 的 器 件 尺 寸 和 所 用 波 长 的 范 围 ， 器件尺寸 相对于 器 件内最短 波长的 比 例越大， 对
35、内存要 求越高。 你 现 在的研究 课题是 不 对称 180 颗粒群 落， 几个月后 可能就 是 其它的问 题。 我们一般 无法给 出 具体指标 ， 但有 些建 议， 对硬 盘， 一般 的 配置即可 ， 因为它并 不参加 运 算，只是 保存文 件 。 Q26 ： 如何 设置排 队 计算？也 就是多 个 不同的文 件， 一个 文件计算 结 束了之后 ，另一 个 文件会自 动运行 ？ A ：多个文件 先后在 计算机上 运行设 置 的方法： （1 ） 首先将 它们加 到任务表 中，例 如 ：addjob(“mySimulation.fsp“); Specify filename with full
36、path. 这 是 指该文 件 不 在 FDTD Solutions 当 前运行的 文件夹 中 ，指明路 径即可 file=“C:workingmySimulation.fsp“; 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 16 (2) addjob(file); 参见 ： http:/ 有 几个 文件， 就用几 个 Addjob ； 然后运 行这 个任务 表 这 个例 子是 相关的文 件，每 个 文件用数 字区分 ， 可以简洁 地使用 。 (3) runjobs; 参见： http:/ Q27: 我给 材
37、料库 里加 的数 据，为 什么过 了几 天再用 所加的 数 据 时， 这些数据 又没了 ？ ： 你加 到材料 库 中的数据 ， 仅是 对 那个文件 而言， 它 没有永久 地保 存到 FDTD 软件里 面。 如果你需 要， 一 种方 法是在原 文件基 础 上 （例如 删除所 有物 件） 设计 ， 二是将原 来新材 料 的形体 拷贝 到 新的文 件 中 ，此 时 材料自 动 带 过来 。 Q28: 对于 大尺寸 范围 的模 拟，我 想去上 海超 级计算 中心去 运算 ，对 方问我贵 软件最 多 可用多少 核？您 有 何建议？ ： 软件 本身对 核没 有限制。 但是中 心可 能是按核 收费。 具体
38、用多少， 没有严格 规定， 下 限是每个 核应该 至 少 100M ，上限 以单 个核的内 存 为佳（个人认为） 。 但是计算中心用的 是 Cluster ， 你 最 多可 以 用 10 个节点（ 因为 Lumerical 捐 的是 10 个 engine license ） 。每个 节点的核 数与计算 机有关 。 Q29 ：Frequency-domin field profile Frequency-domin field and power 具体区别 在哪里 ？ 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：27830073
39、8 17 A ： 两者基本 一致， 都是利用 傅立叶 变 换将 FDTD 的时间 信号转换 为 频域稳态 CW 结果 的，也就 是单色 光 的分布。 差别是：profile monitor 的空 间位置 就是 你原来设 置的， 没 有任何变 化，但是 由于是 网 格化计算 ，场值 需 要插值计 算，有 一 点误差； power monitor 可将 位置变化 不超过 半 个网格， 以减少 插 值带来的 误 差， 保证 能量守 恒。 因此， 如 果你求 算某 一个严格 指定区 域 的场分布 ， 用 profile monitor ， 如果要计 算透射 率 和功率，用 power monitor
40、。 Q30 ：FDTD solutions 我们这 边是在 集群 服务器的 Cluster 跑 的， 一般 的单个仿 真我们 用 如下脚本 运行 （） ， 但 是， 现 在我要 进行 optimization 的运行仿 真， 脚 本应 该如何更 改， 具 体脚 本应该如 何写， 能发 个样本， 并且解释 一下吗 ？ A ：一般 optimization 只 能在 GUI 上设 置。由于 你们 有 5 个正式的 License ， 你 可以设 置 Resources ， 将需 要的节点 名字或 IP 添加上， 并 指明每个 节点所 需 要的 Core/Process 就可以了 ， 优化 会 自动
41、在多 个节 点同时计 算。 当然要告 知其他 同 学你正在 用，否 则 其他人会 发现计 算 太慢。 http:/ http:/ Q31: 探测 器可以 将电 场磁 场还有 反射率 都能 探测到 ，但是 想具 体问 一下这些 量的关 系 ，现在我 可以推导 出一些量 的关系 ， 比如 Re+i Im=abs exp(i ). 加拿大 Lumerical http:/ 上海海基盛元 赵 海军 136-4166-4322 QQ 技术群：278300738 18 Re2+Im2=abs2. tan =Im/Re. (Exabs)2+(Eyabs)2=(E magnitude)2. 但 是找不到 t
42、ransmission 和上面 这些量 的关系。 你们这个 transmission 是怎么推 到出来 的 ，和电场 磁场有 着 什么样的 关系。 A: 是 颇 印 庭 矢 量 积 分 的 比 值: 即 功 率 之 比, 在 平 面 波 的 情 况 下, 就是电 场的强度 之比(透射/ 反射的与 入射的 比) ，具体可 参考： http:/ Q32: 我用 FDTD Solution 计 算一 维 介质 光 栅的 在可 见 光波 段 的透 过 率 （或者 反射率 ） ，软 件里可 以设置 不同 的入射 角度， 我目 前用 的 0 度角， 即 垂直入 射 。 现在有 一个问 题 要请教您 ， 我
43、想 计 算并分析 在可 见光波段 透过率 随 入射角连 续变化 （-30 度30 度） 的光 谱曲线， 角 度变化间隔 1 度 。 不知道怎 样设置 ？ A ： 我 修 改 了 你 的 文 件 ， 现 在 可 以 同 时 扫 描 入 射 角 和 波 长 （Sweep And Optimization）。 因为斜入 射时必 须 使用 Bloch 边界 ， 而 Bloch 边界时 不 同的波长 入射 角不同（ 数学要 求） ，因此最 好一次 计 算一个角 度，一 个 波长。 目前 是 3*3=9 个文 件，如果波长选 50 个，角度选 61 个，那就是 50*61=3050 个 计算 ！ 另外为了 加快速 度 ，我用了 精度 2 ；将 光源设置 为单色 Q33 ： 使用 script 命 令得到的 结果， 怎 么导出 txt 的文档 数 据格
