28、三维各向异性器件的FDFD分析与模拟

三维各向异性器件的FDFD分析与模拟

1. 磁场求解时的衍射效率计算

当使用有限差分频域（FDFD）方法求解电场时，会用到特定的方程。而当求解磁场时，衍射效率的计算公式如下：
- 反射衍射效率：
[RDE(m,n)=\frac{|H_{0,ref}(m,n)|^2}{|H_{0,inc}|^2}\text{Re}\left[-\frac{k_{z,ref}(m,n)}{k_{z,inc}}\right]]
- 透射衍射效率：
[TDE(m,n)=\frac{|H_{0,trn}(m,n)|^2}{|H_{0,inc}|^2}\text{Re}\left[\frac{\epsilon_{r,ref}}{\epsilon_{r,trn}}\frac{k_{z,trn}(m,n)}{k_{z,inc}}\right]]

2. 新编写三维FDFD代码的标准模拟序列

在模拟新的三维器件之前，需要执行一系列标准模拟来识别和解决新编写代码中的问题。以下是具体步骤：
1. 真空模拟 ：
- 将总场/散射场（TF/SF）界面置于网格中心，垂直发射垂直入射的线极化波。
- 若FDFD代码正常工作，模拟结果应为100%透射率、0%反射率，且在TF/SF界面上方不应看到波。例如，在NRES = 20时，模拟可能得出反射率(R = 4.9×10^{-6})，透射率(T = 0.996)。
- 若模拟正确，可尝试不同的线极化情况。
2. 斜入射与圆极化模拟 ：
- 引入入射角和圆极化，如设置(\theta = \phi = 30^