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[Guilin Sun]

非周期结构一般 不计算透射率反射率 ，但是也有例外，参见帖子最后的注意事项。

非周期结构的散射是经常需要研究的问题，这里分两种情况：

一、没有基底

在没有基底的情况下，可以参考这两个例子
https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360042703373-Mie-scattering-2D

https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/360042703433-Mie-scattering-FDTD-
Ａ：正入射，使用TFSF+PML边界可以得到宽光谱结果。
可得到的结果
近场分布和场增强
散射截面
吸收截面
消光截面
XY，XZ，YZ平面上的远场角分布
两个半球面上的远场角分布

Ｂ：斜入射时的散射分析
斜入射情况下，TFSF仅对一个波长的入射角是正确的，其它波长的入射角将不同于所设置的入射角。因此，通常有两个方法研究：

1. 使用TFSF光源但是扫描波长。此时需要固定网格和材料的波长范围，参见

   Ansys Insight: 用Bloch边界扫描波长的问题（也适合斜入射TFSF光源）

   
   虽然帖子题目是针对周期性结构的，上述设置方法完全一样。

2. 使用差分法仿真

   Ansys Insight: Custom TFSF source

   ，此时需要使用BFAST，仿真区的宽度要足够宽，使得散射粒子之间的相互作用降低到最小（因为BFAST自动使用内置的周期性边界条件）。至于这个周期多大才能满足要求，取决于用户对结果精度的要求。
   可参见下面帖子中的相关描述

   Ansys Insight: 周期结构、宽光谱平面波斜入射时仿真应该使用什么边界条件（综合贴）

   
   这是一种近似方法，并且不能直接用常规方法做远场的角分布计算，需要先后作两次然后相减。

二、有基底，但是材料没有吸收
可以参考这几个例子
 Scattering of PSL and Cu spherical particles on a substrate

 Defect scattering and detection

DVD surface scattering (FDTD)
Ａ：正入射
使用TFSF+PML边界，正入射情况下可以得到宽光谱结果：
近场分布和场增强
差分散射截面 Differential scattering cross section
差分吸收截面
差分消光截面
之所以是差分，是因为此时基底的几何截面积为无限大。但是如果用户坚持计算同无基底一样的截面积，所有的计算数据都有，自己修改脚本处理即可。

但是，远场角分布分析，只能另外单独设置仿真文件，大大加宽仿真区的横向尺寸，使得散射区的前后监视器边缘上记录的场几乎为零，此时只能计算前向和后向的远场角分布，也就是两个半球面上的散射远场，并且不需要sact_ff分析组的脚本，只需要用常规的Farfield计算就可以，也可以在Visualizer里面查看。

如果要计算指定平面（例如入射与极化方向所在平面）内的散射远场，应该可以类似sact_ff分析组里面的脚本，但是必须作重大修改，因为现在是两个监视器，它们的结果也不能相加。当然，也可以在半球面上的远场分布中提取所需要平面内的散射角分布。

Ｂ：斜入射时的散射分析
斜入射情况下，TFSF仅对一个波长的入射角是正确的，其它波长的入射角将不同于所设置的入射角。因此，通常仅研究单波长的散射。

如果必须要宽波长，两个方法同前：

1. 使用TFSF光源但是扫描波长。同理，只能另行设置仿真文件计算前向和后向的远场角分布。

2. 使用差分法仿真 Custom TFSF ，此时需要使用BFAST，这是一种近似方法，并且不能直接用常规方法做前向和后向远场的角分布计算。

三、有基底，但是材料有吸收
基本同第二种情况，但是完全不需要分析基底里面的散射，而且光源必须从空气一方入射。

注意，非周期结构，或者结构在一个方向有周期另一个方向非周期，一般很少用来计算透射率反射率，因为结果将与所用的TFSF面积有关（平面波被PML截断，仿真区大小直接影响结果），个别文献虽然有反射率透射率，但是其单位是任意的，不是最大值为１，仅为说明一些现象。

周期结构请参考此帖： 

Ansys Insight: 周期结构结果分析：透射反射率、散射、远场、角分布、近距场分布、位相提取等 综合帖

此外，请参考 https://kb.lumerical.com/en/index.html?ref_sim_obj_tfsf_power_normalization.html

注意： 此贴内容不含波导结构，因为即使是非周期的波导结构，因为模式大小有限，并且光源功率不会随仿真区大小而变（因此要求仿真区足够大而不会将模式截断），仍然可以计算透射率反射率。

此外，当实际实验用的高斯光束远大于结构尺寸时，结构上的光场几乎均匀，可以用TFSF光源，参见 Custom TFSF source
如果高斯光束小于结构尺寸，那么光源的功率就不会随仿真区而变，因此即使是非周期结构也是可以计算透射率反射率的。