Photonics – Chinese

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Ansys Insight: 如何设置光学各向异性材料?

    • Guilin Sun
      Ansys Employee
      光学 各向异性材料 的设置由简单到复杂分几种情况:
      1:无色散,无吸收,对角折射率
      可以在结构的材料性质里面设置,例如xyz方向的对角折射率分别是1.4;1.5;1.4,可以直接设置,如下图所示

      对于双折射率材料,至于哪两个方向的折射率相等,需要根据实际情况决定。

      2:无色散,对角介电常数
      此时需要在材料库中添加(n,k) Material。注意在Anisotropy那里选Diagonal,然后分别添加3个方向的折射率实部和虚部,见下图

      如果察看材料特性,你需要选择坐标轴’axis’特性。参见 Diagonal anisotropy

       

      3:有色散,对角介电常数
      可以采用自输入的方法:

      Ansys Insight: 如何找到材料库中没有的材料折射率,并输入到软件中?

      需要注意的是,现在需要3套色散数据,参见这个网页中最后一项 Anisotropic materials 

      https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360034915093

      4:对角特性旋转
      已知某材料特性是对角化的,需要旋转,可以采用Permittivity rotation这个Attribute
      参见 这个例子
      此情况对应于已知最初材料的主对角线上的折射率,但是几何形体在当前仿真坐标系中不对应材料的XYZ,而是有旋转。换句话说,如果用户设置了主对角线上的折射率,并添加到几何形体上,然后旋转这个几何形体,以为折射率也跟着旋转,实际不是这样的,几何形体和折射率是两个不同的东西,各向异性材料本身并没有跟着几何形体旋转,需要自行旋转。

      5:非对角
      此时需要使用另外一个Attribute,Matrix transformation 即矩阵对角化, 参见矩阵变换

      6: 液晶材料设置
      软件有专门的LC rotation的Attribute
      参见 LC rotation
      实例 参见这里

      7:空间渐变的折射率
      参见 https://kb.lumerical.com/en/ref_sim_obj_importing_spatial_nk.html
      以及 https://kb.lumerical.com/en/index.html?materials_anisotropic_matrix_transformation_grid_attribute.html
      Spatially-varying permittivity rotation。

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