FDTD粒子系仿真

最新推荐文章于 2024-04-18 23:42:51 发布
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分类专栏： FDTD笔记 文章标签： 学习
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模拟内容：PDMS中掺杂80%浓度的BaSO4球形粒子对于0.4-2.5um平面光的反射和透射

材料：PDMS   BaSO4

1.  BaSO4球形粒子周期单元结构示意图

 2. 仿真边界条件设置

本例BaSO4球形粒子的分布是随机的，故采用三维仿真结构，利用mesh order条件制造aSO4球形粒子掺杂。在三维结构的xy方向上设置periodic周期条件，而在z方向上设置PML（空气）条件

3.  FDTD仿真区域设置

添加完PDMS后，修改其mesh order值为3（也可以是任意大于2的整数）。在 FDTD软件中，元素mesh order值默认为2。软件采用嵌套式结构层实现材料的优先级，数值越小，优先级别越高。

4.  添加BaSO4球形粒子

添加球形散射体作为掺杂混合物。点击Components控件选择More choices 

在结构库中选择随机颗粒结构组件

 Allow overlap 值置为0：不允许颗粒有重叠

新手仿真，不喜勿喷

粒子的散射模拟matlab程序,非常好的球粒子Mie散射matlab仿真
weixin_32771907的博客
03-17 2653
【实例简介】一个华人Kevin Zhu的博士论文配套程序，实现了单层、双层球粒子Mie散射的仿真。文件中附上了作者的介绍【实例截图】【核心代码】球粒子Mie散射(含蒙特卡洛仿真)-KevinZhu├── Guangran Kevin Zhu 介绍│ ├── Guangran Kevin Zhu at University of Toronto_files│ │ ├── dielectr...
粒子群优化算法结合FDTD仿真软件寻优
三维点云技术探索
10-18 791
这段代码是一个使用Python编写的粒子群优化（Particle Swarm Optimization, PSO）算法，用于优化某种光学超表面的参数。代码的主要目的是通过粒子群优化算法来寻找最优的超表面参数，以实现特定的光学性能。通过FDTD方法模拟电磁场与超表面的相互作用，并根据模拟结果更新粒子群中粒子的位置，以优化超表面的设计。粒子群优化算法我需要获得的是吸收率最优时对应的器件参数，从FDTD获取吸收率的值。（代码中被注释掉了）- `t_bio_global`：分子厚度，用于定义蛋白质层的厚度。
纳米粒子激发平面波的米氏散射FDTD仿真模拟：验证局域场增强与散射特性分析,基于纳米粒子激发平面波的米氏散射FDTD仿真模拟：电磁场与纳米粒子的相互作用研究,基于纳米微粒激发平面波的米氏散射FDTD仿
02-21
纳米粒子激发平面波的米氏散射FDTD仿真模拟：验证局域场增强与散射特性分析,基于纳米粒子激发平面波的米氏散射FDTD仿真模拟：电磁场与纳米粒子的相互作用研究,基于纳米微粒激发平面波的米氏散射FDTD仿真模拟 微纳光学 【案例内容】 本案例展示了一个基于纳米粒子激发平面波的米氏散射仿真模型（mie scattering），计算其散射和吸收截面、局域场增强和远场散射分布，同时将截面和远场结果与解析解进行了比较，验证了仿真模拟的准确性。 演示： 1、电磁场与纳米粒子的相互作用在粒子表面产生强烈的局域场增强 2、吸收和散射截面 3、远场角散射 【案例文件】案例源文件 ,基于纳米粒子;米氏散射仿真;局域场增强;散射截面;远场散射分布,纳米米氏散射FDTD仿真：验证局域场与远场散射分布
Ansys Lumerical | 米氏散射 FDTD
ueotek的博客
08-10 3784
如果颗粒在基板上，则必须修改分析的远场部分。Mie 效率定义为横截面与几何面积的比， πr2对于球体（3D）和对2r于圆（2D），并且通常相对于尺寸参数 （2πn1/λ)，其中n1是 FDTD 区域的背景指数，对于空气为1。下图显示|E|的平方在XY，XZ和YZ平面中，在最接近脚本中指定的“目标波长”的波长点穿过粒子中心。与其将结果归一化为源功率（对于理想平面波来说，这是无限的，因为它具有无限的范围），不如按源强度进行归一化。此外，较小的网格会产生更高分辨率的场轮廓，从而更好地解析金属界面附近的场。
2D_FDTD_for_scatter​ing:使用 FDTD 模拟二维散射-matlab开发
06-01
该程序模拟了圆柱形物体对 1GHz 电磁波的散射。 该程序是为2D模拟而编写的，经过适当的修改，该程序可以实现3D问题
光学仿真案例(3) 基于线缺陷的光子晶体光开关 FDTD仿真模拟
q895235273的博客
01-15 919
本案例展示了一个基于自准直光束和线缺陷的光子晶体光开关演示：1、光子晶体光开关示意图2、自准直光束在光子晶体中的传播和反射3、两个分光束之间的功率比控制4、各种光开关效果。
FDTD PDMS光学参数txt文档
qq_40819197的博客
04-02 4461
FDTD solutions光学仿真中PDMS材料的（n,k）复折射率光学参数（0.2um-23um）： 23.2558 1.37 0.034 22.9885 1.387 0.027 22.7273 1.4 0.024 22.4719 1.411 0.02 22.2222 1.423 0.019 21.978 1.431 0.019 21.7391 1.437 0.019 21.5054 1.444 0.019...
MATLAB模拟粒子散射代码-Scattering_Modelling:CELES的Matlab进行Mie散射建模
05-21
MATLAB模拟粒子散射代码 塞莱斯 适用于大型球体的CUDA加速电磁散射 CELES（“快船”的拉丁语）是MATLAB / CUDA MEX实现的多球体T矩阵方法（也称为广义多粒子Mie方法）。 该软件的主要目的是严格解决包括大量球形散射体在内的电动力学问题。 这样，它可用于研究光在宏观颗粒聚集体中的传播，以推导其整体传输性能。 如果您使用CELES，请按以下方式引用： 参考占位符[] [] 特征 CELES用MATLAB编写，目的是提供一个用户友好的，完全可编写脚本的界面来配置和运行仿真。 其突出特点是 在支持CUDA的NVIDIA GPU硬件上大规模并行执行 块对角预处理，可以更快地收敛迭代求解器 查找表方法评估球形汉克尔函数 丰富的输出（功率通量，近场和远场分布） 高斯光束激发 GUI（实验性） 要求 为了运行CELES，应在系统上安装以下软件（除了MATLAB外）： 这 。 MATLAB结合给定的CUDA版本支持a。 您可以通过在MATLAB中运行命令gpuDevice来检查您需要安装哪个CUDA版本，并在输出中查找ToolkitVersion 。 CELES已在Linux上
Lumerical官方案例、FDTD时域有限差分法仿真学习（十一）——米氏散射 （Mie scattering 2D）
weixin_45719141的博客
04-12 9396
模拟二维介电圆柱体的 Mie 散射。 将 FDTD 模拟的角散射结果与解析解进行比较。
基于粒子群算法PSO的宽带消色差超透镜Matlab设计与FDTD仿真
04-17
内容概要：本文详细介绍了利用粒子群算法（PSO）在Matlab中设计宽带消色差超透镜的方法及其FDTD仿真验证。首先，通过定义合理的初始参数范围和适应度函数，将超透镜的纳米结构参数（如纳米柱的直径、高度、周期）...
random_medium_random_深度优化_随机介质模型_随机介质_
09-30
优化版 随机介质模型建立；模型的建立代码及其输出实例
光学教学中的FDTD方法和模型
02-25
本文提出了时域有限差分法（FDTD）作为光学教育的教学方法。 同时，提出了一种基于FDTD算法的仿真软件FDTD解决方案，作为一种新工具，可以帮助初学者建立光学模型并分析光学问题。 FDTD算法的核心是将与时间相关的麦克斯韦方程组离散为空间和时间偏导数，然后模拟电子脉冲与理想导体或半导体之间相互作用的响应。 由于电磁场的求解是时域的，因此减少了存储器的使用，可以很容易地获得宽带的仿真结果。 因此，在光学教学中推广FDTD算法是有效的。 FDTD使我们能够设计，分析和测试用于波传播，散射，反射，衍射，极化和非线​​性现象的现代无源和非线性光子组件（例如生物粒子，纳米粒子等）。 不同的FDTD模型可以帮助教师和学生解决光学教育中的几乎所有光学问题。此外，FDTD解决方案的GUI对初学者非常友好，学习者可以很快地掌握它。
中红外宽带消色差偏振复用超透镜的建模与FDTD仿真：基于粒子群优化算法的实现
04-17
最后，通过FDTD仿真和Matlab计算，验证了超透镜在不同波长下的聚焦光场和涡旋光束的远场变化及聚焦场分布，展示了其宽带消色差特性和偏振复用能力。 适合人群：从事光学研究、超表面设计以及对中红外波段感兴趣的...
FDTD仿真中逆向设计算法及其在光子器件优化的应用
最新发布
04-26
内容概要：本文详细探讨了FDTD（时域有限差分法）仿真模型建立过程中所使用的逆向设计算法，重点介绍了四种主要算法：二进制算法、遗传算法、粒子群算法和梯度算法。文中不仅解释了各算法的基本原理，还提供了具体的...
粒子的散射模拟matlab程序,基于Matlab的α粒子的散射实验模拟.pdf
weixin_30905039的博客
03-17 1331
您所在位置：网站首页 > 海量文档&nbsp>&nbsp计算机&nbsp>&nbspmatlab基于Matlab的α粒子的散射实验模拟.pdf3页本文档一共被下载：次,您可全文免费在线阅读后下载本文档。 下载提示1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。2.该文档所...
基于FDTD的基本流程
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sinat_34842383的博客
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FDTD的相关记忆 模型构建， 如纳米孔阵列构建： a表示小孔间距，radius为小孔直径，etch表示刻蚀， 删除多余纳米孔操作：（1）展开组，右键break groups,(2）选择删除， 添加仿真区域 添加光源，source 平面波 plane wave,光源xy面要大于等于仿真的区域，（光源可以手动拉到任何位置） 设置光源为单色光波长为500nm(center/span),如果时高斯...
【光学】基于蒙特卡洛法模拟粒子的多次散射和单次散射计算附Matlab代码
qq_59747472的博客
04-18 1105
蒙特卡洛法是一种强大的工具，可用于模拟各种物理过程，包括粒子的散射。在本文中，我们将介绍如何使用蒙特卡洛法模拟粒子的多次散射和单次散射。我们将首先介绍蒙特卡洛法的基本原理，然后讨论如何将其应用于粒子散射问题。最后，我们将展示一些模拟结果，并讨论蒙特卡洛法的优缺点。蒙特卡洛法是一种基于概率的数值方法，用于解决各种问题。其基本思想是通过随机抽样来模拟随机变量，并使用这些随机变量来估计问题的解。蒙特卡洛法可以用于解决各种问题，包括积分、微分方程和随机过程。
matlab电磁仿真论文,MATLAB模拟FDTD的典型介质体散射的仿真
weixin_30345333的博客
03-20 1682
MATLAB模拟FDTD的典型介质体散射的仿真(论文12000字)摘要：为了研究电磁波在现实中的传播特点，也为了研究一些计算电磁场的方法，本文介绍了一种目前为止应用广泛的并且发展前景特别好的时域数值计算的方法：时域有限差分算法(FDTD)。时域有限差分法算法是一种基于电磁场微分方程的有效解决电磁场相关问题的数值计算方法，首先，给出了麦克斯韦差分方程的推导，还有数值稳定性和色散性条件的探讨以及边界条...
fdtd核壳金属纳米粒子仿真
03-10
<think>好的，用户需要关于使用FDTD方法模拟核壳金属纳米粒子的方法和资源。首先，我得回忆一下FDTD的基本原理和应用场景。FDTD，也就是时域有限差分法，适合处理纳米级别的电磁场模拟，尤其是金属纳米结构，因为它们的尺寸和光波长相当，对吧？ 接下来，用户提到了核壳结构，这种结构可能有不同的材料组成，比如金属核心和金属壳层，或者金属核心和介电壳层。我需要考虑在模拟时如何设置材料参数，尤其是金属的色散模型，比如Drude模型或者Lorentz-Drude模型，这些在FDTD软件中可能需要特别设置。 然后，资源方面，用户可能需要软件推荐。Lumerical的FDTD Solutions应该是常用工具，用户已经引用了R2020a或更新版本，支持S参数扫描，这可能对参数优化有用。另外，像MEEP、COMSOL Multiphysics这些开源或商业软件是否适用？可能需要比较它们的优缺点。 步骤方面，模拟流程大致包括几何建模、材料定义、光源和边界条件设置、网格划分、仿真运行和后处理。核壳结构可能需要使用圆柱体或球体组合，注意各向异性材料的设置。光源可能需要平面波或高斯光束，波长范围覆盖紫外到近红外，取决于应用。 材料库方面，正确的光学常数数据很重要，比如来自Johnson & Christy或Palik的数据。用户可能需要导入这些数据到软件中，特别是金属如金、银的频率依赖介电常数。 验证和优化部分，可能需要先模拟已知结果的结构，比如单个纳米球，再逐步复杂化到核壳结构。参数扫描可能需要改变核壳尺寸、材料比例，观察局域表面等离子体共振（LSPR）的变化。 资源推荐，除了软件手册，有没有相关的教程或论文？比如ACS Nano或Nano Letters上的案例研究，或者Lumerical的官方知识库。还有可能需要提到一些开源社区，比如GitHub上的FDTD代码库，或者论坛如ResearchGate上的讨论。 用户可能遇到的问题包括计算资源不足，特别是三维模拟需要大量内存和计算时间，所以可能需要建议使用对称性来简化模型，或者采用并行计算。另外，网格划分的精细程度会影响结果精度和计算时间，需要平衡。 最后，生成相关问题时，要考虑用户可能的后续需求，比如材料参数设置、优化方法、结果分析中的吸收散射截面计算，以及与其他模拟方法的比较，比如FEM或DDA。还可能涉及实验验证，或者应用在传感、光催化等领域的案例。</think>以下是关于核壳金属纳米粒子FDTD模拟的方法和资源指南： ### 一、FDTD模拟基本流程 1. **几何建模** 使用分层结构定义核壳纳米粒子，例如： ```python # Lumerical脚本示例 core = addsphere(radius=50e-9, material='Au') shell = addsphere(radius=80e-9, material='SiO2') shell.set("override mesh order",1) # 确保壳层包裹核心 ``` 2. **材料定义** 金属材料需采用色散模型，如金(Au)的Drude-Lorentz模型： $$ \epsilon(\omega) = \epsilon_{\infty} - \frac{\omega_p^2}{\omega(\omega+i\gamma)} $$ 推荐使用实验数据拟合参数[^1] 3. **光源设置** 通常选择平面波光源，波长范围覆盖300-1000 nm，需包含等离子体共振峰 4. **边界条件** 采用PML吸收边界层，计算域尺寸建议为粒子直径的3倍以上 ### 二、关键参数设置 | 参数类型 | 典型值 | 作用 | |----------------|-----------------------|----------------------| | 网格精度 | 0.5-2 nm | 决定场分布分辨率 | | 仿真时间 | 1000-5000 fs | 确保场衰减至背景值 | | 频域监视器 | 覆盖400-1200 THz | 捕捉散射/吸收谱 | ### 三、资源推荐 1. **软件工具** - Lumerical FDTD Solutions（支持GPU加速） - MEEP（开源FDTD工具包） - COMSOL Multiphysics（多物理场耦合） 2. **材料数据库** - [refractiveindex.info](https://refractiveindex.info) - Palik光学手册数据表 3. **验证案例** - 单金属纳米球散射截面计算 - 核壳结构共振波长位移验证 ### 四、常见问题解决方案 1. **收敛性问题** 通过逐步缩小网格尺寸，观察散射截面变化量<5%时确认收敛 2. **共振峰偏移** 检查材料参数是否包含尺寸效应修正，特别是壳层厚度<10 nm时
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