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[wang na]

老师您好，请问FDTD可以仿真玻璃内缺陷的散射场吗?在官网上看到缺陷散射的案例，在此基础上进行修改，但是散射场变化规律不明显，请问玻璃内缺陷散射场在仿真时应该注意什么？

[Guilin Sun]

散射一般不是很明显，因为需要将直射的场减掉。

总场内亦即TFSF内包括住散射体需要用均匀的细化网格。

散射场监视器应该足够大，以免漏掉大角度散射。你可以做远场变换看看散射远场的角分布情况。

[wang na]

老师您好，请问TFSF光源的位置怎么放置，整体在玻璃内包围缺陷，还是部分在玻璃外部分在玻璃内包围缺陷。请问下面图1还是图2的设置更符合玻璃内缺陷散射的仿真条件。

                           

                            图1                                                                                                             图2

[wang na]

老师您好，请问TFSF光源的位置怎么放置，整体在玻璃内包围缺陷，还是部分在玻璃外部分在玻璃内包围缺陷。请问下面图1还是图2的设置更符合玻璃内缺陷散射的仿真条件。

 

                                                             图1

                                                                            图2

[Guilin Sun]

TFSF当然要将散射体包含在内。你仿真的目的是想以后能够测量吧？如果TFSF在玻璃里面，散射场再经过一次空气-玻璃界面反射，这个你不可能与实验比较吧？第一个不对。

[wang na]

好的谢谢老师的答疑，老师散射一般不是很明显，要将直射的场减掉。光源斜入射时的散射场减去垂直入射入射的散射场吗？官网的Defect scattering and detection 案例中的E2_far散射图是通过脚本计算时已经减去直射场是吗？

[Guilin Sun]

"光源斜入射时的散射场减去垂直入射入射的散射场吗" 为什么这样呢？斜入射即先从总场里减去斜入射的场才是散射。

你需要知道有两种散射计量方法：

1： 散射体位于均匀介质中，用散射截面，吸收截面和消光比度量；

2：散射体之外有另外两种介质，可能散射光在两种介质中，此时很难计算散射截面，需要用差分散射，如你说的例子。或者说可以计量前向和后向散射，此时需要仿真区大小设置得当，或者用Box监视器方法，不过此时得到的远场是半球面上xyz的结果，后续再处理可能麻烦一些。

注意，TFSF光源的总场TF是总场，SF是散射场，即总场以外的地方都是散射场。

[wang na]

谢谢老师，您的意思是我如果想得到玻璃内缺陷的散射截面需要用差分散射，图2的仿真模型正确但是scatt分析组得到的不是缺陷散射截面，是吗？请问老师我直接在这个Defect scattering and detection 的案例上修改基底材料，然后将基底往上移动将缺陷置于基底内，得到的也不是缺陷散射截面是吗？如下图所示。此案例仅适用于表面缺陷散射截面的仿真?

[Guilin Sun]

 

你需要理解什么是散射。 散射就是消除了所有直射光后的结果，并不仅仅是光源自己本身的部分。你可能需要再琢磨一下。你怎么测量基底里面的散射并把它加到空气里面的散射？

 

[wang na]

老师我还是不太明白您所说的意思。我想仿真的就是玻璃内缺陷经过光源照射的散射光从玻璃出射到达远场探测器，我目前建立的仿真模型我感觉符合要求，您觉得这是不对的？如下图所示，此时仅是光源的散射并不是缺陷的散射？那请问老师，我该如何修改模型才能接收到缺陷的散射场？

[wang na]

 

老师您好，我运行了仿真模型，对monitor做了farfield,如下图所示，请问这个图里ux和uy以及图里的角度代表什么参量，网上也没有找到相关解释，如何准确理解这幅图所展示的信息?

 

[Guilin Sun]

有啊，我专门写了个帖子  

Ansys Insight: 光源和远场变换的角度Theta, phi及其倾斜的坐标面

你可能需要多找一些远场变换的例子看看，多了解一下。

你的结果说明散射角很大，是在空气中吧？

 

[wang na]

是的，上图是缺陷在基底表面的散射场，一旦放在玻璃内就是下图所示。入射角大小改变时，散射场不怎么变化，这不太符合实验情况。

[Guilin Sun]

散射强度非常弱，设置没有什么大问题。另外玻璃的折射率比较低，变化不大可能与实际情况相符，请实际实验观测一下。另外，如果仿真区横向面积不够大，也就是说监视器不能提取大角度散射，结果差别可能大。你大大增加XY方向的仿真宽度试一下。

[wang na]

好的，老师我将仿真区x,y宽度增大了约2倍，仿真结果没有一点变化，这是说明监视器之前已经接收大角度的散射光了，所以增大仿真区没有变化吗？

[Guilin Sun]

不知道你在增大仿真区的同时是否同时增大了监视器面积？如果这样做了，结果还是一样，下一步可能是要想办法提高仿真精度了。

基底没有必要用特殊网格；将TFSF区甚至更大一点的区域用较小的网格尺寸你试一下。再没有改善就很难提供什么建议了，你们实验结果是画在直角坐标还是球面坐标上的？具体差别在什么地方？是量级差别还是分布差别？量级差别可能问题不大，因为仿真用的是归化的结果，参见 /forum/forums/topic/ansys-insight-guanyuguangyuandeguihuawentipinpuhegonglu/

分布的问题你看看坐标怎么样。

其它请参考 Ansys Insight: 我的仿真结果为什么与文献或实验结果不一致?

 

 

[wang na]

老师您好，增大仿真区的同时是否同时增大了监视器面积。我减小了网格大小同时增大了仿真精度，强度有所增加，但是分布还是没有变化。

[Guilin Sun]

必须的呀。

 

[wang na]

不好意思，老师写错了。增大仿真区的同时增大了监视器面积。减小了网格大小同时增大了仿真精度，强度有所增加，但是分布还是没有变化。

[Guilin Sun]

这个结果正确，因为精细网格主要目的是提高仿真结果精度，而分布不应该会有大的变化。

至于与实验是否相符，差别多少，可能也需要检查实验设置与测量，看看与仿真有什么区别。例如，实验很难给出一个球面上的结果，可能是平面结果？

 

[wang na]

好的，谢谢老师的回答，我再分析一下区别，非常感谢。