德拜、德鲁德、洛伦兹材料 #

本节是关于德拜、德鲁德、洛伦兹材料的介绍。

德拜、德鲁德、洛伦兹材料是一类根据色散公式确定的材料模型。

德拜材料 #

德拜材料是一种常用的色散材料模型，使用介电常数$\varepsilon_{total}(f)$表示德拜材料模型。其中，单极点（$p = 1$）的德拜材料的介电常数$\varepsilon_{total}$与频率$f$的关系为：

$$\varepsilon_{total}(f) = \varepsilon + \frac{\Delta\varepsilon_p}{1 + i2\pi f \gamma_p }$$

其中，$\varepsilon$为介电常数；

$\Delta\varepsilon_p$为由德拜极点引起的相对介电常数的变化，或称德拜介电常数（$\varepsilon_p$），定义为$\Delta\varepsilon_p = \varepsilon_{s,p} - \varepsilon_{\infty,p}$，$\varepsilon_{s,p}$为稳定或零频的相对介电常数，$\varepsilon_{\infty,p}$为无限大频率处的相对介电常数；

$\gamma_p$为极点弛豫时间。

Name	Symbol	Units	Range	Default	Description
Permittivity	$\varepsilon$	~	实数，$\varepsilon\geq1$	1	介电常数$\varepsilon_{total}$的实部，是无色散的。
Debye permittivity	$\Delta\varepsilon_p$	~	实数，$\Delta\varepsilon_p \geq0$	0	复介电常数$\varepsilon_{total}$虚部的参数，德拜介电常数，存在色散依赖关系。
The pole relaxation time coefficient	$\gamma_p$	~	实数，$\gamma_p\geq0$	0	极点弛豫时间系数，存在色散依赖关系。

材料设置 #

在材料库窗口，通过Add material>Add new material>Add debye material添加德拜材料模型，在弹出的编辑界面修改德拜模型的材料参数，完成德拜材料模型的创建。

德鲁德材料 #

德鲁德材料用于描述金属的色散材料模型，使用介电常数$\varepsilon_{total}(f)$表示德鲁德材料模型。其中，单极点（$p = 1$）的德鲁德材料的介电常数$\varepsilon_{total}$与频率$f$的关系为：

$$\varepsilon_{total}(f) = \varepsilon + \frac{\omega_p^2}{-(2\pi f)^2 + j2\pi f\gamma_p}$$

其中，$\varepsilon$为介电常数；

Name	Symbol	Units	Range	Default	Description
Permittivity	$\varepsilon$	~	实数，$\varepsilon\geq1$	1	介电常数$\varepsilon_{total}$的实部，是无色散的。
Drude pole frequency	$\omega_p$	$rad/s$	实数，$\omega_p \geq0$	0	Drude 极点处的角频率，存在色散依赖关系。
Inverse of the pole relaxation time	$\gamma_p$	$rad/s$	实数，$\gamma_p\geq0$	0	极点弛豫时间的倒数，存在色散依赖关系。

材料设置 #

在材料库窗口，通过Add material>Add new material>Add drude material添加德鲁德材料模型，在弹出的编辑界面修改德鲁德模型的材料参数，完成德鲁德材料模型的创建。

洛伦兹材料 #

洛伦兹材料是一种典型的色散材料模型，使用介电常数$\varepsilon_{total}(f)$表示洛伦兹材料模型。其中，单极点（$p = 1$）的洛伦兹材料的介电常数$\varepsilon_{total}$与频率$f$的关系为：

$$\varepsilon_{total}(f) = \varepsilon + \frac{\varepsilon_p\cdot\omega_p^2}{\omega_p^2 + 4\pi j\gamma_p\cdot f - (2\pi f)^2}$$

其中，$\varepsilon$为介电常数；
$\varepsilon_p$ 为洛伦兹介电常数；
$\omega_p$为洛伦兹极点处的角频率；
$\gamma_p$为洛伦兹阻尼系数。

Name	Symbol	Units	Range	Default	Description
Permittivity	$\varepsilon$	~	实数，$\varepsilon\geq1$	1	介电常数$\varepsilon_{total}$的实部，是无色散的。
Lorentz permittivity	$\varepsilon_p$	~	实数，$\varepsilon_p \geq0$	0	Lorentz 极点处的介电常数，存在色散依赖关系。
Lorentz pole frequency	$\omega_p$	$rad/s$	实数，$\omega_p\geq0$	0	洛伦兹极点处的角频率，存在色散依赖关系。
Lorentz damping coefficient	$\gamma_p$	~	实数，$\gamma_p\geq0$	0	洛伦兹阻尼系数（$\omega_p>\gamma_p$）。

材料设置 #

在材料库窗口，通过Add material>Add new material>Add lorentz material添加 洛伦兹材料模型，在弹出的编辑界面修改洛伦兹模型的材料参数，完成洛伦兹材料模型的创建。