在pythoneep中设置源进行FDTD模拟

Question

我正在尝试使用pythonmeep包来进行一些FDTD模拟。首先，我想模拟一个平面波在真空中沿z方向传播。我有问题在三维情况下正确地设置源。在二维的情况下，我可以把源作为一条接触计算矩阵边界的线。在3D里看起来这是不可能的。下面是一些简单的例子。在

二维情况：在二维情况下，源是一条从（x，y）=（0，.1e-6）到（x，y）=（15e-6，.1e-6）（从边界到边界）的线。由于这一点，平面波不受干扰地传播到矩阵的另一端（在那里反射）。在

import meep_mpi as meep

x, y, voxelsize = 15e-6, 15e-6, 50e-9
vol = meep.vol2d(x, y, 1/voxelsize)


class Model(meep.Callback):
def __init__(self):
    meep.Callback.__init__(self)

def double_vec(self, r):
    return 1

model = Model()
meep.set_EPS_Callback(model.__disown__())
struct = meep.structure(vol, meep.EPS)

f = meep.fields(struct)
f.add_volume_source(meep.Ex,
                meep.continuous_src_time(473.755e12/3e8),    # 632.8nm
                meep.volume(meep.vec(0e-6, .1e-6), meep.vec(15e-6, .1e-6)))

while f.time()/3e8 < 30e-15:
    f.step()

meep.del_EPS_Callback()

output = meep.prepareHDF5File("Ex1.h5")
f.output_hdf5(meep.Ex, vol.surroundings(), output)
del(output)

三维情况：源是一个平面，从（x，y，z）=（0，0，.1e-6）到（x，y，z）=（15e-6，15e-6，.1e-6）。这将创建一个从矩阵边界到边界的平面。然而，不知为什么，源没有接触到边界（有一个很小的空白），无论我做什么，我都不能强迫它接触它。因此，我无法产生沿z方向传播的平面波。直到现在，我尝试：（a）显式地给出no_pml参数（b）给出pml(0)参数，（c）更改采样，（d）更改源的“z”位置。运气不好。如有任何建议，我将不胜感激。在

^{pr2}$

Answer 1

当电场沿X轴极化时，你无法发出均匀的平面波，这确实体现在垂直于Y轴的模拟体积边界上，在那里电场振幅降到零。这个问题不会发生在垂直于X的两个边界上

然而，这是完全物理解决方案；默认情况下，边界表现为完美的电/磁导体；与PEC平行的电场分量在其附近必须为零。（良导体屏蔽外部电场。）

如果需要精确的平面波，则必须在场初始化后附加另一个命令，将边界定义为周期性的：

f.use_bloch(meep.X, 0)f.use_bloch(meep.Y, 0)

注意，第二个参数不必为零，从而可以定义任意倾斜的波源。在

有关更高级（更方便）的示例，请参见https://github.com/FilipDominec/python-meep-utils/blob/master/scatter.py