通过设置FDTD边界条件提高三维结构计算效率

在平板薄膜或无线周期性平面结构的仿真计算中，往往不需要计算太大的区域就可以对整个模型进行等效计算。本篇以AZO-Ag-AZO三层平面薄膜为例，在计算该结构的透射率、吸收率或反射率等参数过程中，通过不同的边界条件设置实现了计算时间和内存的缩减，提高仿真效率。

1. 结构布置

2. 模型三维示意图：中间为Ag层，上下两层为AZO层

3. 三维FDTD仿真区域设定

4. 最常见的构造二维周期无限大结构的方方法是设置两对周期性边界条件：x min，x max，y min，y max均为periodic。

5. 常见FDTD区域俯视图

6. 特殊的，若结构在X或Y方向对称分布，可选择该方向上的symmetric条件

7. 结构在X方向对称分布的FDTD区域，只计算其中一半区域的电磁场特征

8. 若结构平面在X和Y方向上均对称分布，可选其中一组为Anti-symmetric条件

9. 在对称-反对称边界条件的设置下，仅计算模型FDTD区域的1/4

10. 三种情况下分别对应的计算内存要求，依次递减。

11. 上下AZO层厚度不同时在550 nm波长下的透射率谱

总结：周期性边界条件的设定可为特殊结构制定合适的计算策略，可大大降低模型仿真对计算机内存的要求，缩减计算时间，提高计算效率，尤其是对需要大量参数化扫描结构计算的情形。

来源：320科技工作室