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[M202073016]

老师您好，我正在研究一个结构的吸收率，结构自下而上由金属反射层-空气腔-介质-金属薄膜组成，周期8μm，金属薄膜只有15nm。由于金属薄膜太薄了，以致于我前期需要降低精度，所以有时吸收率96%，有时是98%。定下来模型参数后，我进行了收敛性测试，所有的测试结果都在98%左右。但出乎我意料的是，并不是精度越高吸收率越高，它只会在某一点最高，而这一点恰好是我之前用的比较多的一个精度点（mesh网格的尺寸），以下是我的部分收敛性测试结果。

金属薄膜的网格划分，dz=1-5nm，dx=dy=40-400nm，如下图。对于dz的测试，结果会在3nm的时候最高，这也是我平时使用的一个精度。

[Guilin Sun]

"但出乎我意料的是，并不是精度越高吸收率越高"

这个很正常，在一定条件下，网格精度越高只能说结果的精度越高，不能保证结果越高，是不是？吸收率数值大了，反射透射就小了，所以不能由网格精度高就推论出某个结果数值就大。

真正的收敛性测试比较复杂，需要在调整网格的同时调整PML层数，保证PML的厚度（PML的网格尺寸乘层数）大致不变，监视器位于网格面上减少插值误差等。这些网格尺寸对结果的应该不一样，比如有精细结构，其网格尺寸至少要充分分辨其几何和物理特性；而光源的注射误差也与网格尺寸有关。

更多的收敛性测试参见： Convergence testing process for FDTD simulations

虽然理论上说网格无限细可以使仿真结果趋近连续结果，网格很细以后其它因素的误差可能占主导地位，因此仿真精度适可而止，不必为追求较小的误差而花费大量的时间。当深究以后，实际制造的结构尺寸误差，材料折射率误差和材料均匀性等也不保证同一批器件测试结果一样，更不用说测量也有误差了。

[M202073016]

"但出乎我意料的是，并不是精度越高吸收率越高"

这个很正常，在一定条件下，网格精度越高只能说结果的精度越高，不能保证结果越高，是不是？吸收率数值大了，反射透射就小了，所以不能由网格精度高就推论出某个结果数值就大。

真正的收敛性测试比较复杂，需要在调整网格的同时调整PML层数，保证PML的厚度（PML的网格尺寸乘层数）大致不变，监视器位于网格面上减少插值误差等。这些网格尺寸对结果的应该不一样，比如有精细结构，其网格尺寸至少要充分分辨其几何和物理特性；而光源的注射误差也与网格尺寸有关。

更多的收敛性测试参见： Convergence testing process for FDTD simulations

虽然理论上说网格无限细可以使仿真结果趋近连续结果，网格很细以后其它因素的误差可能占主导地位，因此仿真精度适可而止，不必为追求较小的误差而花费大量的时间。当深究以后，实际制造的结构尺寸误差，材料折射率误差和材料均匀性等也不保证同一批器件测试结果一样，更不用说测量也有误差了。

/forum/discussion/comment/153639#Comment_153639

谢谢老师的解答，我做收敛性测试主要是想看看网格精度对结果的影响大不大，现在看来，只要网格不是特别粗略，结果相差是非常小的。只要精度合适，我的结果应该是可靠的，不一定要追求特别高的精度。

[Guilin Sun]

对，这样比较好，不需要追求很高的精度否则花时间太多，当然也值得试一试，以便了解更多情况，今后做仿真就更高效了。