Rsoft四方晶格二维光子晶体TETM仿真。四方晶格二维光子晶体仿真算是光子晶体研究里的经典操作了。今天咱们用Rsoft的FEM模块来折腾TE和TM模式顺便聊点实操细节。搞过光子晶体仿真的老铁应该知道这玩意儿最怕参数设错——一个手滑就得重新跑两小时仿真别问我怎么知道的。先整结构建模。四方晶格的关键参数就三个晶格常数a1μm默认单位、介质柱半径r0.3a、折射率n3.4比如GaAs。Rsoft里可以直接用Grid工具生成不过习惯脚本操作的建议直接上代码SETUNIT MICRON STRUCTURE NEW GRIDPERIOD a 1.0 1.0 0.0 # XY方向周期 CYLINDER LAYER1 MATERIALGaAs RADIUS0.3 CENTER(0.5,0.5)这段代码搞出来的就是单个晶胞结构。注意这里的坐标是归一化的中心点(0.5,0.5)对应实际坐标(a/2, a/2)。半径设0.3a比教科书常用的0.2a更容易出带隙亲测有效。TE模式仿真重点在偏振方向设置。光源选平面波Y方向传播时电场要卡在Z方向SIMULATION PARAMETERS POLARIZATION TE WAVELENGTH START 1.4 END 1.6 STEP 0.002 BOUNDARY XPML YPML这里波长范围设在近红外PML边界别手贱改成金属边界否则反射到你怀疑人生。跑完记得看场分布正常的话应该看到电场在介质柱边缘增强像这样![电场分布示意图]Rsoft四方晶格二维光子晶体TETM仿真。要是发现场强集中在空气区域八成是材料折射率设反了——别笑凌晨三点调参时真会犯这种错。切到TM模式时脚本只需要改一行POLARIZATION TM但别急着跑仿真TM模式对结构缺陷更敏感。建议把网格加密到λ/20以下MESHING ACCURACY0.05遇到过网格导致伪带隙的情况吗某次偷懒用默认网格结果在1.55μm处出现个诡异的透射峰后来发现是网格太粗把介质柱边缘切成多边形导致的。血的教训TM模式仿真别省网格能带计算才是重头戏。建议用k-path扫描代替频域扫描代码长这样BANDSTRUCTURE CALC PATH G(0,0) X(0.5,0) M(0.5,0.5) G(0,0) POINTS 50跑完别直接导出数据先看对称点处的场分布。TE模式在X点可能出现磁场漩涡TM模式可能在M点出现电场节点。这些特征点对带隙分析至关重要比如发现某模式在Γ点出现泄露赶紧检查结构对称性是不是被网格划分破坏了。最后说个骚操作想同时看TE和TM带隙把两个模式的能带数据导入Matlab用scatter3画个三维能带图。最近发现四方晶格在r0.35a时存在TE/TM重叠带隙这对设计全偏振无关器件可能有戏。仿真完记得备份.rsproj文件Rsoft崩溃起来可比蓝屏刺激多了别问我怎么知道备份的重要性...手动狗头