通用控制
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参数的物理单位

单位设置

仿真的前提是做好对基本物理单位的规定,对于不同的应用情景,需要选择恰当的物理量单位。在软件功能区,用户可以点击 File 显示应用程序菜单,在Setting -> Physical units中设置物理量单位。

gui_physical_units

详情请参阅物理量和单位

脉冲归一

脉冲归一的设置

在软件功能区中,点击 File 显示应用程序菜单,在Setting -> FDTD pulse normalization中选择归一化的方式。

Name Descriptions
No normalization 非归一化;返回的结果数据是时域脉冲的傅里叶变换。
Continuous wave normalization 连续波归一化;将脉冲信号的振幅或功率调整为统一的尺度。

在FDTD求解器中,FDFP监视器记录一系列用户自定义频段下的电场和磁场。选择不同的归一化方式返回的结果数据不同。比如:时域脉冲信号s(t)s(t)为:

s(t)=sin(ω0(tt0))exp((tt0)22(Δt)2)s(t) = sin(\omega_0(t-t_0))exp(-\frac{(t-t_0)^2}{2(\Delta t)^2})

时域脉冲的傅里叶变换s(ω)s(\omega)为:

s(ω)=exp(iωt)s(t)dts(\omega) = \int exp(-i\omega t)s(t)dt

对于非归一化的频域场Esim(ω)\boldsymbol{E}_{sim}(\omega)为:

Esim(ω)=exp(iωt)E(t)dt\boldsymbol{E}_{sim}(\omega) = \int exp(-i\omega t)\boldsymbol{E}(t)dt

对于连续波归一化的频域场Eimp(ω)\boldsymbol{E}_{imp}(\omega),需要使用频域脉冲信号归一化处理,为:

Eimp(ω)=Esim(ω)s(ω)\boldsymbol{E}_{imp}(\omega) = \frac{\boldsymbol{E}_{sim}(\omega)}{s(\omega)}

全局变量

全局变量的作用域

用户在使用表达式输入参数时,可通过全局变量统一调整相互关联的参数,实现快捷、高效地调整仿真工程。
如下图所示,用户可以在对应输入框中直接输入已添加的全局变量,也可以点击fx按钮,在弹出页面中查看并输入所需的全局变量。需要注意的是,全局变量没有单位,其物理量单位由对应输入项决定。

use_global_variable.png

与全局变量相对的是局部变量,例如脚本中的变量,作用域仅限在脚本的工作空间。

定义全局变量

在主界面的全局变量组件中,添加全局变量。右侧四个按钮用于管理全局变量,分别为“添加”,“编辑”,“删除”,“应用”。

gui_global_variable.png

坐标系

笛卡尔右手坐标系

软件创建结构时,使用笛卡尔右手坐标系。

  • 二维仿真,使用 ZX 平面;
  • 三维仿真,使用 ZXY 空间。

gui_coordinate.png

坐标系变换

在可视化窗口中,对于Line类型的图像,用户可以切换不同的坐标系查看结果图像,目前软件支持的坐标系有:

  • xy
    用于绘制一个 1D 向量与另一个 1D 向量的关系。对于大于 1 维的矩阵,用户可在Parameters列表选择一个参数作为横坐标,在Attributes列表中选择一个数据作为纵坐标。

  • Polar
    极坐标图可以绘制参数的角度分布。绘制的数据需包括弧度和径轴,极坐标的单位是度。

  • Smith chart
    史密斯图可以绘制阻抗数据。

gui_coordinate_line.png

传输相位

对于时域光信号的传输,有:

  • exp(iωt)exp(-i\omega t)
  • exp(iωt)exp(i\omega t)

本软件中,exp(iωt)exp(-i\omega t)作为相位增加。

圆偏振光

根据光矢量旋转方向的不同,圆偏振光分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。

  • 迎着光传播方向观察,若光矢量沿着逆时针方向旋转,则为左旋圆偏振光;
  • 迎着光传播方向观察,若光矢量沿着顺时针方向旋转,则为右旋圆偏振光。

圆偏振光可以看作是振幅相等、振动方向正交、相位差为±π/2± π/2的两个同频率的平面偏振光的合成。其中相位差为 +π/2+π/2 时为左旋圆偏振光,相位差为 π/2-π/2 时为右旋圆偏振光。

如下图所示左侧为左旋偏振光的矢量图,右侧为右旋圆偏振光矢量图。

gui_polarization1.png