مراقبت از نوسانات سریع با ماژول اپتیک موج
ماژول جدید COMSOL Multiphysics Wave Optics مجموعهای عالی از ویژگیها را برای طراحی شبیهسازیهای خود در اختیار مهندسان قرار میدهد. یکی از قابلیت های جدید گنجانده شده در این ماژول، روش پیشگامانه پوشش پرتو برای انتشار تمام موج الکترومغناطیسی است. امیدواریم این ویژگی برای جامعه اپتیک مفید باشد.
روش پاکت پرتو
مهندسان هنگام تلاش برای شبیه سازی انتشار امواج الکترومغناطیسی در ساختارهای موجبر نوری، مانند فیبرهای نوری، با مشکلی به ظاهر غیرقابل حل مواجه می شوند: امواج الکترومغناطیسی به سرعت در جهت انتشار در نوسان هستند. برای روشهای محاسباتی استاندارد (مانند روش اجزای محدود ) برای رسیدگی کارآمد به چنین مواردی، به یک شبکه بسیار ظریف، بسیار کوچکتر از طول موج نیاز دارند. روش پاکت پرتو را وارد کنید. این روش روشی هوشمندانه برای استفاده از این واقعیت فراهم میکند که در اجزای نوری اغلب یک جهت تکثیر مشخصی دارید. به جای حل میدان الکتریکی بسیار فشرده محاسباتی، شما برای میدان الکتریکی به آرامی متغیر حل می کنید.
حل مستقیم میدان الکتریکی نیازمند حل نوسانات با نقاط نمونه است که به اندازه کافی متراکم هستند تا از همخوانی اجتناب شود. قضیه نمونه گیری نایکویست -شانونبه ما می گوید که برای حل موج به حداقل سه نقطه نمونه در هر طول موج نیاز دارید. با روش های عددی برای انتشار امواج الکترومغناطیسی، شما معمولاً به بیش از سه نقطه نمونه یا نقاط گسسته در هر طول موج نیاز دارید. این به دلیل دلایل فنی پیرامون طرح عددی مورد استفاده است. روش اجزای محدود یکی از روشهای ارائه شده توسط COMSOL برای حل انتشار میدان الکترومغناطیسی است. با استفاده از اصطلاحات المان محدود، توصیه می شود حداقل پنج عنصر محدود درجه دوم در هر طول موج داشته باشید. در عوض حل کردن برای پاکت میدانی که به آرامی متغیر است، با نقاط نمونه بسیار کمتری مواجه می شویم. یعنی می توان از مش بسیار درشت تری استفاده کرد.
در این روش یک ترفند فاکتورسازی تعبیه شده است – همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، بخش با تغییر سریع موج را جدا میکنید . کاربر بردار موج k 1 را به عنوان ورودی روش ارائه می دهد. برای بازیابی فیلد “واقعی” کافی است راه حل E 1 (x) را با ضریب فاز با متغیر سریع ضرب کنید. تصویر زیر تفاوت بین چگالی نمونه برای میدان الکتریکی و پوشش میدان الکتریکی را نشان میدهد.
شبیهسازیهایی که میتوانید با این روش جدید انجام دهید بسیار چشمگیر هستند، به ویژه با توجه به اینکه هیچ تقریب خاصی به جز روش اجزا محدود اعمال شده با استفاده از عناصر برداری (همچنین به عنوان لبه یا Nedelec شناخته میشود) وجود ندارد.
تصویر بالا (بالا) نمایش نسبت تصویر واقعی یک شبیهسازی پرتو لیزر خود متمرکز و (پایین) یک نمای فشرده را با تغییر در ضریب شکست به عنوان یک سطح همزمان نشان میدهد.
ماژول اپتیک موج
روش پوشش پرتو یکی از ویژگی های اصلی ماژول جدید موج نوری است که در 3 می با COMSOL نسخه 4.3b منتشر شد.. این روش، همانطور که در ماژول پیاده سازی شده است، در دو نوع ارائه می شود: یک طرفه و دو طرفه. روش دو طرفه در واقع دو موج را حل می کند: یک حادثه و دیگری منعکس شده. در دستگاههای نوری، شما به خوبی ممکن است بازتابها را در همان جهتی که موج از آن سرچشمه میگیرد، برگردانید و روش دوطرفه برای آن مورد طراحی شده است. روش پوشش پرتو مکمل روشهای متداول انتشار تمام موج الکترومغناطیسی است که در ماژول اپتیک موج نیز مشخص شدهاند. این رابطهای کاربری بسیار شبیه به رابطهای ماژول RF هستند اما برای شبیهسازیهای اپتیکی طراحی شدهاند.
ماژول Wave Optics چندین گزینه تجزیه و تحلیل از جمله 2D، 3D، فرکانس دامنه، فرکانس ویژه و شبیه سازی دامنه زمان را در اختیار شما قرار می دهد. ما پیش بینی می کنیم که از آن برای انتشار موج از طریق رسانه های نوری از جمله فرامواد مهندسی شده و مواد ژیرو مغناطیسی استفاده شود. دارای پشتیبانی داخلی برای نفوذپذیری ناهمسانگرد، گذردهی، و تانسورهای ضریب شکست، با یا بدون تلفات.
همانطور که ممکن است بدانید، COMSOL Multiphysics برای مدتی طولانی توسط جامعه اپتیک مورد استفاده قرار گرفته است. ماژول Wave Optics قابلیت های قبلی COMSOL Multiphysics و RF Module را گسترش می دهد و این اولین محصول اختصاصی اپتیکی است که ما منتشر کرده ایم. برای کسب اطلاعات بیشتر ، در وبینار رایگان Wave Optics Simulations در 13 ژوئن همراه شوید .
بیشتر خواندن
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک