COMSOL纳米光学仿真
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入门仿真
仿真的第一要务就是要搞清楚层与层之间的反射、透射关系，也就是复杂的背景场。
这个背景场有两种方法：一是用fresnel equation计算出来解析解，该方法遇见多层，尤其是有奇奇怪怪的介电常数的时候，难度较大；二是用comsol进行数值计算。
从最简单的官方案例库中的fresnel equation开始学习。该案例主要是用仿真值和理论值进行对比，判断仿真的准确性。该方法也是广为流传的two step method的基础。
首先是理论计算，假设入射角是
，那么通过fresnel equation可以计算出，s分量和p分量的反射和透射系数：
反射率为
，透射率为
。理论值已经有了，下面进行仿真，具体参数设置见案例，下面只说我认为的细节。
仿真结构如下图：共两层，上面一层是空气，下面一层是玻璃，定义了两个端口，上面是入射端口，下面是出射端口。
边界条件使用周期性边界条件，KF选择通过端口计算(以前版本貌似要自己写)，在进行网格化的时候，最好通过copy face的方法实现，有利于计算的收敛性。
port的设置对新手是最有迷惑性的地方，comsol中port端口入射角度有两个输入参数，如下图：
那么comsol是怎么定义这两个角度的方向的呢？我没有找到官方资料，根据案例和图形描述，elevation angle应该是与port法线的夹角，Azimuth angle应该是与x轴的夹角。
首先将入射波设为TM波，也就是H方向垂直于入射面。那么结合刚说的内容，当Azimuth angle=0时，入射面为xz平面，所以案例中将H0的y方向振幅设置为1。这时候反射率和折射率对应的是p分量，可以在案例结果中看到两种方法结果符合的很好。 然后将入射波设为TE波，也就是说E方向垂直于入射面。同理，案例中将E0的y方向振幅设置为1。这时候反射率和折射率对应的是s分量，可以在案例结果中看到两种方法结果依然符合的很好。
这时候如果加入Azimuth angle，比如设置为60[deg]，运行试试会出现什么结果？如果只改变这一个地方，那么结果就会出问题。因为此时的入射面已经变了。很多初学者很容易忽略这个问题！如何更改？
还是以TE波为例，如Azimuth angle=60[deg]，那么E0x = sin(60[deg])，E0y = -cos(60[deg])。将入射光更改后，再与s分量比较，又可以吻合了。
来源：iFanFan
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