Işık verme

Nokta kaynaklar

Nokta kaynak her adımda tek bir hücreye küçük bir akım ekler. Yumuşaktır: oradaki alanın üzerine yazmaz, bu yüzden geometrinizden geri dönen dalgalar içinden olduğu gibi geçer. Dielektrik içinde akım, gerçek bir akımda olduğu gibi yerel dielektrik sabitine bölünür.

Dizi, her birinin kendi gecikmesi olan bir nokta kaynak kümesidir. Eleman aralığı d ve yönlendirme açısı θ iken k’ıncı eleman k · d · sin θ / c kadar geciktirilir.

Düzlem dalgalar ve ışınlar

Basit bir çizgi kaynak iki yöne birden yayar ve gelen dalgayı geri dönen her şeyle karıştırır. PhotonLab bunun yerine tek taraflı bir toplam alan / saçılan alan (TF/SF) çizgisi kullanır:

• Ana simülasyonun yanında ayrı bir tek boyutlu FDTD simülasyonu çalışır ve gelen dalgayı kendi başına hesaplar. Aynı Courant sayısını kullandığından bir eksen boyunca sayısal dağılması iki boyutlu ızgarayla birebir aynıdır. Uzak ucu, kaybı giderek artan bir soğurucu kuyrukla biter.
• Çizginin üzerinde ana ızgaranın güncellemesi, tek boyutlu simülasyondan gelen alanla düzeltilir. Böylece bir yanda ana ızgara toplam alanı taşır; öbür yanda gelen kısım tam olarak sıfırlanır ve geriye yalnızca saçılan alan kalır.

Boş bir alanda saçılan tarafa hiçbir şey sızmaz: ölçülen sızıntı, her yön ve kutuplanmada gelen genliğin 2 × 10⁻⁴’ünün altındadır. Yansıma önleyici kaplama deneyindeki yansıma ölçümlerini mümkün kılan budur.

Çizgi, soğurucu katman dahil alanın tamamı boyunca uzanır; bu yüzden düzlem dalganın kırınım yapacağı bir kenarı yoktur. Gauss ışını aynı mekanizmayı çizgi boyunca exp(−(y − y₀)² / w²) genlik profiliyle kullanır; bu da ışın belini çizginin üzerine yerleştirir.

Dalga biçimleri

Tüm dalga biçimleri her adımın tam simülasyon zamanında hesaplanır.

• Sürekli: sin(2π f t); ilk üç periyotta yükseltilmiş kosinüs rampasıyla çarpılır. Bir sinüsü aniden açmak istenmeyen frekanslardan oluşan bir patlama ekler.
• Darbe: Ricker dalgacığı, (1 − 2π²f²τ²) · exp(−π²f²τ²); başlangıçtan 1,5 periyot sonra ortalanır. DC bileşeni yoktur, bu yüzden ızgarada durağan bir yük bırakmaz.
• Dalga paketi: σ = 2 periyot olmak üzere sin(2π f τ) · exp(−(τ/σ)²); yaklaşık altı salınım uzunluğunda.