020 – FDTD案例：光的折射（零基础教学型案例，带演示视频）

基本介绍：

• 主要内容：用Lumerical做了光在两种介质分界面上的折射，将模拟得到的反射角、折射角、反射率、透射率与理论结果比较，验证了折射定律（Snell定律）；
• 基于 Lumerical FDTD Solution求解，使用的软件版本为 Lumerical 2018a；
• 计算所需的内存：4 GB；
• 涉及的内容：平面光源、频域监视器 等；
• 绘制了：电场分布，计算了：透反射率；
• 建模过程录制了时长为10 min的演示视频（从打开软件开始录到画出结果为止）；
• 注意：本案例所带的视频是演示视频，仅仅在建模过程中将电脑屏幕录了一下，不含讲解，没有声音。
• 付费后可以观看演示视频，并下载案例文件。购买此案例不附带答疑指导。

包含的文件截图：

详细描述：

题目：如上图所示，考虑光在平面边界上的反射和折射。入射光是线偏振光，电场E在入射平面内偏振（TM偏振）。假设入射光波长为500 nm，入射角θ_i = 45°，介质1是空气（n₁ = 1），介质2的折射率n₂是7.5。

a. 使用一个面内（xz平面）监视器来粗略地查看反射角和折射角，看它们是否符合反射和折射定律（Snell定律）；

b. 使用两个面外监视器来得到反射率R和透射率T（即反射的光功率和透射的光功率）；

c. 实际的反射率和透射率可以用以下公式（菲涅尔公式）来解析计算，检查得到的结果是否符合理论值。

计算的内容和结果：

a. 根据Snell定律，折射角应该是5.41°，反射角是45°。下图基本吻合 👇

b. 软件模拟的透射率为0.534，反射率为0.466。

c.  理论计算的透射率为0.532286，反射率为0.467714

付费后将能看到演示视频，并下载演示过程中做出来的模型文件。

再次提醒：本案例所带的视频是演示视频，仅仅在建模过程中将电脑屏幕录了一下，不含讲解，没有声音。购买案例不附带答疑指导服务。