总场散射场光源的设置

本节是关于总场散射场光源设置的介绍。

在研究散射场的问题时，可以使用总场散射场（Total-Field Scattered-Field, TFSF）光源直接获取散射场。

在求解器选项卡中选择TFSF，在复合视图中创建TFSF光源，在自动弹出的编辑属性界面中设置参数。

TFSF 光源

在FDTD中，TFSF光源将计算区域分为两个不同的区域：

• 总场$\boldsymbol{E}_{total} = \boldsymbol{E}_{inc} + \boldsymbol{E}_{scat}$，即总场$\boldsymbol{E}_{total}$等于入射场$\boldsymbol{E}_{inc}$加上散射场$\boldsymbol{E}_{scat}$之和；
• 散射场区仅包括散射场$\boldsymbol{E}_{scat}$。

TFSF光源通常用于研究散射问题和天线问题。典型用途包括：

• 均质介质中的颗粒（可能是有损的或各向异性的），例如三重散射；
• 多层基板中的非周期性结构，可以是有损的或各向异性的；
• 多层基材中的周期性结构，当与周期性或 Bloch 边界条件结合使用时。

TFSF光源是高级光源，用户必须根据本说明确定光源设置的合理性，从而保证所得结果的正确性，否则错误设置可能导致结果错误。

TFSF 光源的设置

通用设置

General选项卡用于设置光源的注入轴和振幅等信息。

Name	Description
Incident axis	下拉选择TFSF光源的注入轴。
Direction	TFSF光源的传播方向，Forward为正向传播，Backward为反向传播。

关于TFSF光源振幅、相移和旋转的设置，请参阅光源的通用设置。

几何尺寸

Geometry标签页用于设置光源的几何尺寸，请参阅光源的几何尺寸设置。

偏振

Polarization标签页用于设置光源偏振。

Name	Description
Linear polarization(θ)	线性偏振的偏振角。

波长/频率

Wavelength/Frequency标签页用于设置光源的波长/频率信息，请参阅光源的波长/频率设置。

高级

将TFSF光源添加到工程中时，请确保满足以下条件：

• 散射体必须完全位于TFSF光源内；
• 光源的波矢必须垂直于基板。换句话说，TFSF光源的所有侧面都必须沿传播方向“看到”相同的折射率分布。下文中展示了一个有效设置示例和一个无效设置示例。

有效注入：光源的波矢垂直于金层和玻璃层。光源的每一面沿传播方向（从注入面到端面）“看到”相同的折射率分布（空气-金-玻璃）。

无效注入：光源的波矢与基板不垂直。光源的上方“看到”空气的折射率，而下方“看到”衬底的折射率。

案例：介质球的米氏散射

使用TFSF光源研究介质球的米氏散射，相关内容请参阅介质球的米氏散射，工程为：

仿真结束后，提取散射场（TFSF光源包围空间外的场），使用远场分析，即可得到极坐标图、辐射图：