FDTD初學者設置

步驟：
（1）設置幾何形狀並賦材料性質
（2）設置仿真區、選擇網格精度和邊界條件
（3）添加合適的光源，修改光譜范圍
（4）添加合適的監視器
至此，仿真文件就建好了，可以保存起來。
在運行之前，需要做幾個檢查：
1：檢查幾何形體是否如預期，可以使用折射率監視器查看；
2：檢查材料擬合特性，在仿真光譜范圍內，擬合的色散曲線是否光滑，材料特性直接決定仿真結果的精確度。
3：檢查內存需要。如果內存需要超過計算機可用內存，必須修改文件的設置，例如Disable不必要的監視器、降低網格精度或增加細化網格尺寸大小、減少頻域監視器檢測的頻率點數，利用對稱性邊界條件等。
如何設置仿真區大小？
按照步驟，設置完物體和材料后，添加仿真區，一般來說軟件自動給出仿真區。對於周期方向，僅仿真一個周期，只要在相應方向的仿真寬度給出就可以，PML離開物體（折射率變化的地方）半個波長就可以了。建議光源， 探測器，襯底 的邊緣全部超過FDTD仿真區域的邊界。
PML是最常用的邊界條件，其作用是吸收入射到其上面的電磁場，相當於場無阻擋地傳播到無限遠。實際的PML有一定的反射，曾經有用戶測試FDTD Solutions， PML反射率可以小到1E-12。由於仿真還有其它誤差源，一般不必要苛求PML的反射率到如此小的程度，只要PML對仿真結果的影響小到一定程度就可以了。
一般建議，PML應該離開物體（更准確地說應該是折射率變化的地方）半個波長左右，有時可以更小。其次，PML應該位於均勻網格區域，另外，PML的參數（一般是層數）要合適以便能吸收足夠的場，這個對僅提高網格精度的仿真更為重要，因為網格變細后，如果層數不改變，總厚度只有幾十個納米，吸收性能可能變差。
要檢查PML的設置（位置，層數）是否得當，可以將PML變遠（即增加仿真區大小）、或增加層數，看看結果的變化是否顯著、差別是否可以接受。如果不能，應該調整PML的設置。
缺省的設置一般建議使用stretched coordinate PML。如果入射角比較大，可以選用steep angle；如果在采取其它措施后仿真仍然發散，可以選用stabilized。 對於熟練用戶，可以選擇custom，這個選項需要調整PML的其它參數。實際上Steep Angle 和Stabilized就是針對特殊情況而定制的PML。
如何選擇邊界條件？
求解麥克斯韋方程必須有合適的邊界條件。周期邊界不言而喻，PML是最常用的。在半無限大的方向一般可以用PML。其它高級邊界條件，例如對稱性邊界條件，可以熟練后再使用。
如何設置仿真時間？
對光學波段，使用缺省的1000飛秒就可以。對於太赫茲或者微波，需要適當加長。可以在光源光譜那里查看是否太短，如果光譜不正確，時間脈沖不完全。由於這個脈沖是光源位置的，它需要一定的長度傳播到仿真區的另一端。一般應該比較長，其長度由設置的仿真時間決定。
結束仿真有幾個方法？
正常情況下有兩個方法，一是auto shut off min 達到指定數值；二是仿真達到了指定的仿真時間。一般應該由前者結束仿真，此時進程顯示小於100%。個別情況，例如高Ｑ仿真按第二種方法結束。
非正常結束：點擊 Quit and Save; Quit & don’t save; Force quit.
怎么知道仿真結束的時間是合適的？
一般情況下仿真在小於100%結束就是正常的。可以察看一些監視器的結果，例如透射率反射率，如果沒有反常的數據，例如大部分結果為正個別地方為負（錯誤！）就可以。有時可以見到結果曲線有不規則的波紋，很可能是仿真時間不夠或者PML太近造成的。
應該選什么監視器？
根據項要提取的結果，添加合適的監視器。一般建議添加至少一個時間監視器，以便仿真結束時的場信號情況（或者要分析頻譜）；雖然是時域仿真，通常用戶希望得到頻域結果，例如透射率和反射率，此時應該添加 frequency domain power monitor。 index 監視器一般用來檢查所設置的解噢股是否正確，檢查完畢可以Disable。movie 監視器一般用於了解場的時間變化過程，初學者可以不用。
常用的材料特性網站：
http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/nk/
https://refractiveindex.info/
https://materials.springer.com/
FDTD中導入新材料：https://support.lumerical.com/hc/en-us/articles/360034915093
FDTD中光源類型選擇：https://kx.lumerical.com/t/fdtd-solutions/623
減少FDTD仿真內存：https://kx.lumerical.com/t/topic/922
材料擬合設置參數：https://kx.lumerical.com/t/fdtd-material-explorer-fit-tolerance-max-coefficients-imaginary-weight/714
模擬文件衰減很慢：https://kx.lumerical.com/t/topic/486
Auto shut off min:https://kx.lumerical.com/t/auto-shut-off-min-auto-shut-of-max/534
斜入射：https://kx.lumerical.com/t/topic/5498
結構周期性、光源周期性和仿真周期性：https://kx.lumerical.com/t/topic/7500
對稱性邊界條件的使用：https://kx.lumerical.com/t/topic/25293/2

矢量作圖：https://kx.lumerical.com/t/matlab/18589
理解重疊對象的網格順序：
網格順序屬性控制模擬中重疊對象的網格划分方式。 對於不重疊的對象，它不起作用。 可以在材料級別（在材料數據庫中）或對象對象級別（在對象屬性中）設置網格順序。 網格順序較低的材料優先於優先級編號較高的材料（即，順序1優先於2）。 為重疊的區域分配了優先級較高的材料的材料屬性（請參見下圖）。

在上圖中，有兩個對象部分重疊。 根據其網格順序，實際被仿真的對象將有所不同。 如果兩個重疊的材料具有相同的順序，將從對象樹中推斷出網格順序。 樹底部的對象將優先於樹頂部的對象。 為了確保正確定義模擬，建議避免兩個不同的重疊結構具有相同網格順序的情況。 要使用腳本設置網格順序，用戶可以設置材料（材料級別），設置名稱或設置（對象級別）。對於使用共形網格的模擬，網格順序屬性定義了材料完全相互重疊的網格單元中的材料屬性。 在包含兩種材料之間邊界的網格單元中，共形網格算法在這些邊界附近求解麥克斯韋積分方程。使用索引監視器確認結構是否按預期進行了網格划分。默認材料數據庫中的蝕刻材料：默認情況下，材料數據庫中的大多數材料的網格順序為2。唯一的例外是蝕刻材料，其網格順序為1。較低的網格順序表示對象使用 蝕刻材料將覆蓋其他材料類型不同的對象。蝕刻材料的折射率為n ＝ 1。 如果使用其他背景索引，則應修改蝕刻材料以匹配模擬的背景索引。
例如：生成橢圓形波導https://kx.lumerical.com/t/topic/25574