光学散点材料

本节是关于光学散点材料的介绍。

光学散点材料是一种重要的材料类型，基于实验测量获得，能够真实反映材料在实际环境中的物理特性。因此，在材料库中，同一种材料在不同的测试条件下，获得的测量数据是不同的。用户在仿真时，需要在材料的多个测量数据中选择最适合的数据。

使用光学散点材料需要考虑材料拟合。软件通过拟合算法，将材料的实验数据拟合为稳定的材料模型。软件支持自动拟合，建议在模拟仿真之前，检查材料的拟合误差，以确定是否满足仿真需要。

材料设置

内置光学散点材料库

选取内置光学散点材料进行仿真时，软件将自动拟合材料模型，即：自动使用多项式拟合得到RMS误差小于公差的拟合结果，详情请参阅材料拟合。

通过Add material>Add material from global material library选定所需的材料模型。

本软件的材料数据主要来自本节最后的参考文献。

自定义光学散点材料数据

软件支持自定义光学散点材料的数据，可以通过Add或者Import... 导入文件的方式实现。

• 通过Add输入光学散点材料数据

• 导入材料数据文件

二维光学散点材料

除了一般的光学散点材料，软件还支持二维光学散点材料的设置。

在材料库窗口，通过Add material>Add new material>Add sampled 2D data添加所需的二维光学散点材料。

软件支持自定义二维光学散点材料的材料数据，可以通过Add或者Import... 导入文件的方式实现。二维光学散点材料支持添加的材料数据为电导率(Conductivity)或电阻率（Resistivity）。

• 通过Add输入二维光学散点材料数据

• 导入材料数据文件，导入材料的电导率或电阻率

在材料数据页面可以设置材料的厚度、名称和颜色等属性。

Name	Symbol	Units	Range	Default	Description
Layer thickness	$t$	$m$	实数，$t\geq 0$	0	二维材料的物理厚度。

更多信息

光学散点材料的模型检查

对于结构复杂、计算量大的这类工程，建议仿真计算前，检查光学散点材料的拟合情况，检查无误后再进行仿真。

工程仿真计算前，在工程材料库双击需要检查拟合情况的材料，打开该材料的材料拟合页面
，点击Fit查看材料在软件默认的拟合参数下的拟合情况。

例如：Al(Aluminium)_Palik 在软件默认（公差为 0.1，最大系数为 6）拟合参数下，拟合的模型数据与材料数据基本吻合，且拟合误差值较小，该材料的拟合结果满足仿真需要可直接应用于仿真计算。

此外，添加折射率监视器，可检查仿真中实际使用的材料数据。

优化光学散点材料的拟合模型

对于光学散点材料，如果拟合效果不佳，可以修改相关拟合参数，将有可能拟合出更精确的材料模型。

这里总结了一些使用技巧：

• 减小RMSE/RRSE误差数值

  适当的增大实验数据和拟合模型之间的公差，拟合过程将使用更少数量的系数。

• 调整最大多项式系数

  使用过多的系数会导致拟合过程对数据中存在的噪声过于敏感，而系数太少可能导致拟合出现较大的误差，因此需要通过调整系数找到更合适的拟合模型。

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参考文献

• Prucha E J, Palik E D. Handbook of optical constants of solids, vol. 1, 2, and 3[J]. 1998.
• Weast, RobertC. CRC handbook of chemistry and physics[M].Crc Press,Inc,1988.
• Johnson P B, Christy R W. Optical constants of transition metals: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and Pd[J]. Phys.rev.b, 1974, 9(12):5056-5070.