Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a
Anuncio
Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a COMSOL Wave Optics Module 5.2a Módulo de COMSOL útil para diseño y simulación precisa de componentes ópticos. Proporciona herramientas dedicadas para propagación de ondas electromagnéticas en medios ópticos lineales y no lineales. CalificaciónSin calificación Precio Con IVA: Dudas sobre el producto Fabricante: COMSOL Inc. Descripción DESCRIPCIÓN CARACTERÍSTICAS SECTORES VERSIONES DESCRIPCIÓN Wave Optics Module es un módulo de COMSOL útil para el diseño y la simulación precisa de componentes ópticos. Proporciona herramientas dedicadas para propagación de ondas electromagnéticas en medios ópticos lineales y no lineales. CARACTERÍSTICAS El módulo Wave Optics Module proporciona herramientas dedicadas para propagación de ondas electromagnéticas en medios ópticos lineales y no lineales para simulación precisa de componentes y optimización del diseño. El innovador método Beam Envelopes Method para propagación de ondas electromagnéticas completas supera la necesidad de las tradicionales aproximaciones, discretizando directamente las ecuaciones de Maxwell. En este caso, el campo eléctrico se expresa como el producto de una función envolvente que varía lentamente y una función de fase exponencial que varía rápidamente. Esto permite simulaciones precisas de grandes sistemas ópticos donde las dimensiones de la geometría pueden ser mucho mayores que la longitud de onda, y donde las ondas de luz no pueden ser aproximadas por rayos. Los métodos de propagación electromagnética de ondas completas convencionales, también disponibles en el módulo, son complementados con el método de envolventes de haz Beam Envelopes Method. El soporta para índices de refracción anisótropos genéricos, tensoes de permitividad o permeabilidad permite la simulación de propagación de ondas a través de medios ópticos que incluyen materiales giromagnético o metamateriales con propiedades de ingeniería. El módulo Wave Optics Module dispone de varias formulaciones 2D y 3D para análisis modal de frecuencias propias, simulación EM en el dominio de la frecuencia o en el dominio temporal. 1 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a Entre las valiosas características adicionales del módulo Wave Optics Module se incluyen estructuras periódicas Floquet con modos de difracción de alto orden, modelos de materiales espacialmente variables con valores complejos, capas perfectamente acopladas (PML), condiciones de contorno de puerto y dispersión, cálculo de parámetros S y los mejores resolvedores disponibles. Es sencillo simular sensores ópticos, metamateriales, fibras ópticas, acopladores bidireccionales, dispositivos plasmónicos, procesos ópticos no lineales en fotónica, e incluso la propagación de haces láser con las características incluidas en el módulo. SECTORES Algunas de las principales aplicaciones del módulo pueden ser: Acopladores Rejillas Bragg de fibra Fibra óptica Generación armónica con mezcla de frecuencias Óptica integrada Calentamiento láser Láseres y amplificadores/li> Óptica no lineal Litografía óptica Dispersión óptica Sensores ópticos Optoelectrónica Dispositivos fotónicos Fibras de cristal fotónico Diseño de láseres (barra, placa, disco) Dispersión de nanopartículas Dispersión de superfície Guías de onda VERSIONES 5.2a 5.2 5.1 5.0 4.1 4.3b 5.2a NOVEDADES COMSOL Multiphysics 5.2a proporciona a los usuarios de Wave Optics Module una nueva funcionalidad de dominio de Polarización para una simulación más fácil de mezclado no lineal de frecuencias y procesos paramétricos no lineales, mayor flexibiliada en la interfaz de Ondas electromagnéticas, Envolventes de haz, y más funcionalidades. En adelante detallaremos algunas de las novedades del módulo. Funcionalidad de dominio de polarización Se pueden acoplar diferentes interfaces de dominio frecuencial con la nueva funcionalidad de dominio de Polarización. Esto simplifica las 2 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a simulaciones de mezclado de frecuencias no lineal, como la generación de suma- y diferencia-frecuencia; y los procesos paramétricos no lineales. La funcionalidad de Polarización está disponible como un subnodo para las interfaces de Ondas electromagnéticas, Dominio de la frecuencia y la de Ondas electromagnéticas, Envolventes de haz. Nueva app: Divisor de haz por polarización Los cubos divisores de haz por polarización consisten en dos prismas de ángulo recto donde se aplica una capa dieléctrica en la superficie intermedia. El cubo transmite parte de la onda incidente mientras que refleja la otra parte. Una ventaja de utilizar este diseño de cubo, en lugar del diseño de placa, para los divisores de haz es que se evitan las imágenes fantasma. Esta nueva app demuestra el diseño básico MacNeille, que consiste en pares de capas con índices de refracción altos y bajos alternativamente, y donde se puede seleccionar de cuantas capas constará el divisor. Se pueden entrar los índices de refracción para los prismas y las capas en la pila dieléctrica, directamente o a través de una lista de materiales predefinidos. Se pueden realizar barridos sobre un rango de longitudes de onda o radios de la mancha. La app muestra la norma del campo eléctrico total y el campo eléctrico para la primera y segunda onda para una longitud de onda dada o un radio de mancha y polarización dados. También se presenta la reflectancia y transmitancia. Pantallazo de la app del divisor de haz por polarización. La ventana gráfica de la derecha muestra el haz, incidente desde la izquierda, que es reflejado hacia arriba por la pila de películas finas aplicadas a los contornos entre dos prismas. Se pueden realizar barridos de parámetros sobre la longitud de onda o el radio de la mancha del haz. En la ventana gráfica se pueden presentar el campo eléctrico, la reflectancia y transmitancia, y los perfiles del índice de refracción, además de la geometría y la malla. User-Defined Wave Vector Specification Se ha añadido mayor flexibilidad a la interfaz física de Ondas electromagnéticas, Envolventes de haz por medio de una nueva sección en la ventana de ajustes llamada Especificación del vector de onda definida por el usuario. Se ha añadido de forma que el usuario sea capaz de configurar el vector de onda correctamente para dominios PML (perfectamente acoplados) cuando se desea especificar una fase definida por el usuario. Los ajustes por defecto pueden ser erróneos en cada situación. Al seleccionar Definido por el usuario en la lista de tipos de especificación de fase, se encontrará la nueva sección de Especificación de vector de onda definido por el usuario, que permite especificar ajustes especiales, por ejemplo, dominios PML. App actualizada: Analizador de rejilla de hilos plasmónica Los circuitos basados en plasmón de superficie se están utilizando en aplicaciones como chips plasmónicos, generación de luz, y nanolitografía. La aplicación de Analizador de rejilla de hilos plasmónica calcula los coeficientes de refracción, reflexión especular y difracción de primer orden como funciones del ángulo de incidencia para una rejilla de hilos plasmónica en un sustrato dieléctrico. El modelo describe una célula unidad de la rejilla, donde las condiciones de contorno Floquet definen la periodicidad. La funcionalidad de postprocesado permite expandir el número de células unidad y extraer la visualización en la tercera dimensión. En la app se ha construido la capacidad de barrer el ángulo de incidencia de una onda plana desde el ángulo normal al ángulo rasante en la estructura de la rejilla. La app también permite variar el radio de un hilo así como la periodicidad o tamaño de la celda unidad. Otros parámetros adicionales que pueden ser variados son la longitud de onda y la orientación de la polarización. La aplicación presenta resultados para la norma del campo eléctrico para múltiples periodicidades de la rejilla para ángulos de incidencia seleccionados, el vector de onda incidente y vectores de onda para todos los modos reflejados y transmitidos y la reflectancia y transmitancia. 3 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a La app Plasmonic Wire Grating Analyzer calcula eficiencias de difracción para las ondas transmitida y reflejada y los primero y segundo órdenes de difracción para una rejilla de hilos en un sustrato dieléctrico. Se pueden cambiar la longitud de onda, polarización, propiedades del material, periodicidad de la onda, y radios. Nuevo modelo tutorial: Generación de segundo armónico en el dominio de la frecuencia Es más difícil generar emisiones láser en la parte de longitudes de onda cortas del visible y visible cercano del espectro electromagnético que en la parte de longitudes de onda largas. La mezcla de frecuencias no lineal facilita la generación de nuevas longitudes de onda corta a partir de longitudes de onda láser. Este modelo tutorial describe el proceso de generación del segundo armónico (SHG), donde la luz a la frecuencia fundamental se pasa a través de un cristal con propiedades ópticas no lineales que generan luz en el segundo armónico de la frecuencia. El modelo tutorial acopla la física de dos interfaces de Ondas electromagnéticas, Dominio de la frecuencia — uno para la onda fundamental y otro para el segundo armónico — utilizando la funcionalidad de Polarización de dominio para cada interfaz. Los resultados muestran que la energía se transfiere desde el fundamental a la segunda onda armónica, causando el decremento de la amplitud de la onda fundamental, mientras que la amplitud de onda del segundo armónico empieza en cero y va incrementando durante la propagación a través del cristal. Estos resultados se comparan con la solución analítica de la aproximación de envolvente de variación lenta (SVEA). Gráfico de la polarización y del campo eléctrico para la onda fundamental (arriba) y la onda del segundo armónico (abajo). Nótese que la amplitud para el segundo armónico crece con la propagación, a medida que la energía se transfiere a ella a partir de la onda fundamental. También es evidente en el gráfico que la longitud de onda de la onda del segundo armónico es la mitad de la de la onda fundamental. Nuevo modelo tutorial: Holograma de un único bit Cuando dos haces de luz coherente interseccionan, aparece un patrón de interferencia. Si esto ocurre en un material que es sensible a la luz, con intensidades mayores que cierto umbral de exposición, el patrón de interferncias se registra en el material como una modulación del índice de refracción y se produce un holograma. En este modelo tutorial, un haz entra en un material holográfico por el contorno izquierdo mientras que otro entra por el contorno superior. Esto simula un almacenamiento de datos holográficos bit a bit, incluyendo grabado y recuperación de datos. En el proceso de registro, los dos haces interseccionan y crean un patrón de frajas de interferencias, que se registra en el holograma cargando el dato de un único bit. 4 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a Gráfico del patrón de interferencia durante el proceso de registro. El haz de referencia es incidente desde la izquierda y el haz objeto es incidente desde arriba. El gráfico izquierdo representa el campo eléctrico suma de los dos haces, mientras que el gráfico derecho representa el patrón de intensidades de los dos haces interferentes. 5.2 Nueva app: Simulación de fibras ópticas concéntricas La velocidad de transmisión de las guías de ondas ópticas es superior a las guías de microondas porque los dispositivos ópticas tienen una frecuencia de trabajo mucho mayor que las de microondas, permitiendo anchos de banda muchísimos más grandes. Las fibras monomodo de índice escalonado son utilizadas para comunicaciones de largo recorrido (incluso transoceánicas), mientras que tanto las de índice gradual como las de índice escalonado multimodo son utilizadas para comunicaciones en distancias cortas, por ejemplo, dentro de instituciones y campus de universidades y edificios. Para la prácticamente todos los tipos de fibras ópticas comerciales, el diseño consiste en una estructura de capas concéntricas con la(s) capa(s) más internas formando el núcleo y la(s) externas formando el revestimiento. Como el núcleo tiene un índice de refracción más alto que el revestimiento, los modos guíados se pueden propagar a lo largo de la fibra. La app de simulador de fibra óptica realiza análisis de modos en estructuras de capas dieléctricas circulares concéntricas. Cada capa se describe por un diámetro externo y las partes real e imaginaria del índice de refracción. La app puede ser utilizada para analizar tanto fibras de índice escalonado como gradual. Estas fibras pueden tener un número arbitrario de capas circulares concéntricas. Interfaz de usuario de la app de simulación de fibras ópticas concéntricas, mostrando el gráfico del Campo del Modo. Malla controlada por la física mejorada para manejar medios con pérdidas La malla controlada por la física toma los medios eléctricos y magnéticos con pérdidas y automáticamente escala el tamaño para el efecto pelicular en los contornos del dominio con pérdida. Cuando se selecciona resolver la onda en medios con pérdidas, los contornos de salida de los dominios de medios con pérdidas se mallan en el espacio libre con un tamaño de elemento de malla máximo, dado por el valor mínimo de la mitad de la profundidad del efecto pelicular y 1/5 de la longitud de onda en el vacío. Malla más fina a lo largo del contorno de salida de un medio con pérdidas circular en el aire que es caracterizado por el efecto pelicular con estas propiedades del material: tangente de pérdidas y factor de disipación (?' = 1.2 y tan? = 3.5) a 1 GHz. Secuencias de estudio "Boundary Mode, Frequency-Stationary" y "Boundary Mode, Frequency-Transient" 5 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a Existen nuevas secuencias de estudios en Model Wizard para las interfaces multifísicas del calentamiento láser y el calentamiento por microondas en los módulos Wave Optics y RF, respectivamente. La secuencia de estudio Boundary Mode, Frequency-Stationary añade un paso de estudio Boundary Mode Analysis y un paso de estudio Frequency-Stationary. La secuencia de estudio Boundary Mode,Frequency-Transient añade un paso de estudio Boundary Mode Analysis y un paso de estudio Frequency-Transient. El paso de estudio de análisis de modo de contorno se Panel de Model Wizard mostrando la disponibilidad de l utiliza para resolver el campo de modo para puertos numéricos en las interfaces electromagnéticas. Mode, Frequency-Stationary y Boundary Mode, Freque Los pasos de estudio Frecuencia-Estacionario y Frecuencia-Transitorio acoplan análisis interfaz multifísica de calentamiento laser en el módulo estacionarios y transitorios para la interfaz de transferencia de calor en sólidos, con un análisis en el dominio de la frecuencia para las interfaces de Wave Optics y RF. Ajustes de valor inicial para condición de contorno de dispersión transitoria En los ajustes para la condición de contorno de Dispersión para las simulaciones dependientes del tiempo, existe una nueva sección llamada Initial Values for Incident Wave para ajustar los valores iniciales del potencial vector magnético para la onda incidente. Nótese que la sección inicialmente está colapsada por defecto. Cuando la onda incidente es definida por un campo eléctrico, el usuario puede especificar el valor inicial para el potencial vector magnético para la onda incidente. Cuando la onda incidente se define por un campo magnético, el usuario puede especificar el valor inicial para la derivada temporal del potencial magnético, además del valor inicial para el potencial vector magnético. Los nuevos ajustes permiten al usuario definir la forma de onda exacta para el potencial vector magnético que se va a resolver. Ajustes de "No campo dispersado" para la condición de contorno de adaptación Para prevenir que aparezcan soluciones espurias cuando se utiliza la condición de contorno de adaptación con la interfaz Ondas Electromagnéticas, Envolventes de Haz, se ha introducido un nuevo ajuste - la casilla de verificación No scattered field. Cuando esta casilla está marcada la onda dispersada se constriñe a valer cero en el contorno para el cual se ha seleccionado la funcionalidad. Un ejemplo que utiliza este nuevo ajuste es el modelo tutorial Gaussian Beam Incident at the Brewster Angle. 5.1 NOVEDADES Nueva app: analizador de rejilla de hilos plasmónica Esta aplicación calcula los coeficientes de refracción, reflexión especular y difracción de primer orden como funciones del ángulo de incidencia para una rejilla de hilos en un substrato dieléctrico. El ángulo incidente de la onda plana es barrido desde el ángulo normal hasta el ángulo rasante de la estructura de la rejilla. La aplicación también muestra la amplitud del campo eléctrico para múltiples periodos de la rejilla para un ángulo de incidencia seleccionado. Una app que calcula las eficiencias de difracción para las ondas Imagen conceptual del modelo subyacente para la app. Se muestra el transmitida y reflejada (m = 0) y el primer y segundo orden de difracciónmódulo del campo eléctrico. (m = ±1 y ±2) como funciones del ángulo de incidencia para una rejilla de hilos en un substrato dieléctrico. La longitud de onda, polarización, propiedades del material, periodicidad de onda y radios pueden ser cambiados. Postprocesado de variable de vector de onda para puerto periódico y puerto de orden de difracción Se añaden variables de postprocesado para los vectores de onda para la onda incidente y varios órdenes de difracción (incluyendo la onda reflejada). Estas variables pueden utilizarse en gráficos de flechas para visualizar los diferentes órdenes de difracción de rejillas y otras estructuras periódicas. Gráfico de flechas mostrando los diferentes órdenes de difracción de una rejilla plasmónica. Condición de contorno de dispersión en simetría axial 2D ahora maneja ondas planas incidente y dispersada 6 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a La condición de contorno de Dispersión (Scattering) para modelos con simetría axial 2D ahora incluye una opción de onda plana para el tipo de onda dispersada. Esto significa que ahora se puede configurar la condición de contorno de dispersión para abosrber una onda propagándose a lo largo de una guía de ondas coaxial, como se muestra en el siguiente ejemplo. Además, también es posible entrar el campo de una onda incidente que se propaga a lo largo del eje de simetría. Esto es de utilidad para excitar y absorber ondas que se propagan a lo largo El gráfico superior muestra la configuración para la de guías de onda coaxiales si no se desea utilizar la excitación Puerto Balanceado. También es útil para haces condición de contorno de gaussianos que se propagan en el espacio libre. Dispersión, cuando se excita una onda incidente a lo largo de una guía de onda coaxial. Nueva relación constitutiva para la interfaz de dominio de la frecuencia: tangente de pérdidas, ángulo de pérdidas; y tangente de pérdidas, factor de disipación El viejo modelo de tangente de pérdidas se ha renombrado como Loss tangent, loss angle. Un nuevo modelo de campo de desplazamiento eléctrico llamado Loss tangent, dissipation factor se ha añadido para el cual es posible entrar un valor directamente para el factor de disipación del material. Los nuevos modelos de tangente de pérdidas, ángulo de pérdidas y tangente de pérdidas, factor de disipación. Densidad de corriente de superficie en condición de contorno de transición Esta subfuncionalidad para la condición de contorno de Transición es una fuente de corriente de superficie unilateral que es de utilidad para aplicacines EMI/EMC. Esto modela una corriente impuesta fluyendo a lo largo de un lado de una hoja conductiva delgada. Modelado en el dominio del tiempo de medios Drude-Lorentz dispersivos Las matrices de agujeros plasmónicos han estado atrayendo gran interés durante la última década desde el descubrimiento de la extraordinaria transmisión a través de matrices de agujeros sub-longitud de onda. La teoría de Bethe clásica predice que la transmitancia a través de un agujero circular sub-longitud de onda en una pantalla PEC se escala como (d/lambda)^4. Además, la transmisión a través de agujeros en películas metálicas realistas puede exceder el 50% e incluso aproximarse al 100%. Este fenómeno se atribuye a los polaritones plasmónicos de superficie, que pueden tunelar la energía EM a través del agujero incluso si está muy por debajo de la longitud de onda. Este modelo es un tutorial que muestra cómo modelar la ecuación de onda completa dependiente del tiempo en medios dispersivos como plasmas y semiconductors (y cualquier medio lienal descriptible por una suma de términos resonantes de Drude-Lorentz). Un pulso de ondas electromagnéticas se propaga a través de un agujero sub-longitud de onda en una placa dieléctrica dispersiva. Tipo de estudio en el dominio de la longitud de onda añadido Con el paso de estudio en el dominio de la longitud de onda ahora se puede barrer la longitud de onda en el vacío, en lugar de barrer la frecuencia como se hace en el estudio en el dominio de la frecuencia. El estudio en el dominio de la longitud de onda crea las variables root.lambda0 y phys.lambda0 (donde "phys" es la etiqueta de la Ventana de ajustes para el interfaz física), que representa la longitud de onda en el vacío. La frecuencia todavía es el parámetro básico en las estudio en el dominio de la interfaces Electromagnetic Waves, Frequency Domain y Electromagnetic Waves, Beam Envelopes, pero ahora longitud de onda. root.freq se define como c_const/root.lambda0. Cuando se representan los parámetros globales, como los parámetros S contra el parámetro barrido, la longitud de onda aparece automáticamente en el eje de las abscisas. Los siguiente modelos ahora utilizan el estudio en el dominio de la longitud de onda en lugar del estudio en el dominio de la frecuencia: scatteringnanosphere, plasmonicwiregrating, scattereronsubstrate, hexagonalgrating, y autoenfoque. Estructuras periódicas exagonales Las estructuras periódicas hexagonales ahora se analizan correctamente utilizando puertos periódicos. Unicamente se necesita especificar la dirección de la onda incidente a los lados de la celda hexagonal y todas las condiciones de contorno periódicas se aplicarán apropiadamente. Los puertos periódicos también se han mejorado para manejar contornos de puerto particionado. Simulación de una rejilla utilizando la nuevas estructuras periódicas Hexagonales. 7 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a Polarización impulsada por amortiguación como nueva relación constitutiva de la interfaz transitoria Para la interfaz Electromagnetic Waves, Transient, ahora se puede utilizar el modelo de dispersión Drude-Lorentz desde los modelos de campo de desplazamiento eléctrico. La funcionalidad de polarización Drude-Lorentz ahora se puede añadir como subfuncionalidad a la funcionalidad de ecuación de onda. La funcionialidad de polarización Drude-Lorentz añade la siguiente ecuación a los dominios deseados: Esta ecuación se resolverá junto con la ecuación de onda dependiente del tiempo para el potencial vector magnético. Pantallado de la selección del modelo de dispersión Drude-Lorentz en los ajustes para el nodo Wave Equation, Electric. Funcionalidad de continuidad del campo añadida en la interfaz de envolventes de haz unidireccional Para modelar el resonador en anillo del gráfico adjunto, se puede utilizar la formulación unidireccional de la interfaz Electromagnetic Waves, Beam Envelopes. Para manejar estructuras como la de un resonador en anillo, se debe de entrar una función de fase para la onda que crezca a medida que la onda se propage en el sentido del reloj en el anillo (considerando que la onda se propaga en la guía de onda recta desde la parte inferior a la superior). Para Simulación de un filtro cerrar el lazo, se debe de introducir en algún sitio un salto en la función de fase. En el modelo mostrado en la banda eliminada de imagen, el salto en la fase se introduce en el contorno interior entre la guía de onda recta y el anillo. Las componentes tangenciales de los campos eléctrico y magnético se fuerzan a que sean continuos en el contorno resonador de anillo óptico utilizando la nueva con la nueva condición de contorno de continuidad de campo. funcionalidad de continuidad de campo. Esta condición de contorno solo está disponible para propagación unidireccional y en contornos interiores. Normalmente está escondida, pero se hace disponible si se selecciona Advanced Physics Options en el menú Show de la barra de herramientas del Constructor del Modelo. Nueva base de datos de materiales ópticos La nueva base de datos de materiales ópticos estará disponible para los módulos Ray Optics y Wave Optics. Contiene datos para un gran número de materiales para la dispersión de las partes real e imaginaria del índice de refracción. Entre los materiales existe un gran número de cristales utilizados para lentes, materiales semiconductores y otras áreas. Los siguientes modelos ahora utilizan la base de datos de materiales ópticos: scatteringnanosphere, plasmonicwiregrating, y scattereron_substrate. Pantallazo de la base de datos de materiales ópticos con más de 1400 materiales. Ajustes a cero de los parámetros S para modos evanescentes Para modos de puerto que no se están propagando (evanescentes), ahora los parámetros S se ponen automáticamente a cero. Así no es necesario añadir expresiones lógicas que anulen los parámetros S para frecuencias/ángulo donde la onda correspondiente es evanescentes. Esto simplifica el uso de los parámetros S en postprocesado. Nuevo tutorial: Rejilla exagonal Una onda plana es incidente en una rejilla hexagonal reflectora. La celda de la rejilla consiste en una semiesfera protuberante. Los coeficientes de dispersión para los diferentes órdenes de difracción se calculan para varias longitudes de onda diferentes. El módulo del campo eléctrico (gráfico de color) y el vector de Poynting promediado en el tiempo (gráfico de flechas) de parte de la rejilla hexagonal. Nuevo tutorial: filtro de banda eliminada con resonador óptico en anillo Este modelo calcula las propiedades espectrales de un resonador en anillo óptico. El modelo muestra como utilizar la condición de contorno de continuidad de campos en los contornos, donde existe un salto en la aproximación de fase predefinida. 8 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a El gráfico muestra la componente perpendicular al plano del campo eléctrico en el resonador de anillo óptico para una longitud de onda cercana a la de resonancia. 5.0 Adaptación de la malla a las propiedades del material Antes de resolver, ahora existe la opción de escalar automáticamente la malla respecto a las propiedades del material para resolver la longitud de onda local Copiar la malla para condiciones periódicas La sugerencia de malla automática controlada por la física automatiza el mallado para condiciones periódicas. Mallado automatizado para capas perfectamente adaptadas La nueva sugerencia de automallado aplica automáticamente un mallado de barrido (3D) o mapeado (2D) a los dominios con capas perfectamente adaptadas (PML). Ondas planas polarizadas linealmente El módulo Wave Optics Module ahora incluye una nueva opción de campo de fondo para ondas planas linealmente polarizadas. Ondas planas linealmente polarizadas: Ahora disponible la fácil configuración de ondas planas linealmente polarizadas con tres ángulos: cabeceo, alabeo y guiñada. 4.1 Funciones de fase definida por el usuario para la formulación de envolventes de haz La formulación de enovolventes de haz puede resolver la envolvente del campo electromagnético bajo la asunción de que el vector propagación de los campos es aproximadamente conocido en todo el dominio de modelado. Es especialmente eficiente con la memoria para problemas donde la envolvente del campo varía lentamente en relación con la longitud de onda, y la dirección de propagación es conocida. Ahora es posible entrar explícitamente una función de fase en diferentes dominios, que es útil si el haz cambia de direcciones. Otras nuevas funcionalidades La nueva funcionalidad de puerto hendidura, tal y como se describe en el módulo RF, también está disponible para Wave Optics. La nueva funcionalidad para puertos numéricos, tal y como se describe en el módulo RF, también está dispoonible para el módulo Wave Optics. Calentamiento láser Se ha introducido una nueva interfaz multifísica de calentamiento láser, que combina interfaces para ondas electromagnéticas, envolventes de haz y transferencia de calor en sólidos. La interfaz multifísica de calentamieno láser utiliza un nuevo nodo dedicado a mutifísica en el constructor del modelo de manera similar al del calentamiento Joule (COMSOL Multiphysics), calentamiento por inducción (AC/DC Module) y calentamiento por microondas (RF Module). La formalación del método de envolvente de haz es apropiada para haces de luz que tienen una envolvente que varía lentamente, como a lo largo de una fibra óptica. La interfaz multifísica de calentamiento láser acopla las pérdidas electromagnéticas con la transferencia de calor en sólidos. La variación de temperatura puede calcularse en función del tiempo o bajo condiciones de régimen estacionario. Es posible considerar la dependencia de los maeriales con la temperatura, ya que las propiedades térmicas y ópticas de los materiales pueden depender directamente con la temperatura. El nodo multifísico también permite un mejor control sobre el modelado de sus aplicaciones multifísicas. Éste es epitomizado mediante la funcionalidad de Activación o Desactivación dentro del nodo multifísico, que permite que las aplicaciones de físicas individuales sean 9 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a modeladas por separado. Alternativamente, la combinación de las dos o tres interfaces físicas que contribuyen al problema pueden ser simuladas utilizando esta funcionalidad. Nuevo modelo: curva de fibra de índice escalonado En este nuevo tutorial, una fibra óptica de índice escalonado se curva con un radio de 3 mm, y es analizada respecto a la propagación de modos y pérdidas de radiación. Se muestra cómo encontrar el radio del modo promediado en potencia y cómo utilizar éste para calcular el índice del modo efectivo. Para una fibra curvada el modo ya no es completamente guíado por la estructura del índice de refracción. Esto puede explicarse cualitativamente consideraando que para una guía de ondas recta, los frentes de onda (planos con una fase constante) son ortogonales a el eje de la fibra. Para una fibra curvada circularmente, los frentes de onda rotan alrededor del punto central de un círculo con una velocidad angular constante. Como resultado la constante de propagación varía con la distancia desde el punto central del círculo. A alguna distancia del centro del círculo, la constante de propagación es mayor que el número de onda local, definido por la longitud de onda en el vacío y el índice de refracción del material del revestimiento. Más allá de este radio, la onda no puede tener una velocidad angular constante y los frentes de onda deben curvarse, implicando que la onda empieza a radiar energía fuera de la fibra. Una fibra de índice escalonado curvada es analizada utilizando Wave Optics Module. Condición de contorno ajustada La nueva condición de contorno de ajuste (Matched), en la formulación de envolventes de haz, es perfectamente transparente a una onda de dirección conocida. Como el vector de onda es normalmente conocido en los contornos cuando se utiliza la interfaz de envolventes de haz, esta condición de contorno introducirá menos reflexiones artificiales en comparación con la condición de contorno de dispersión (Scattering) y requiere menos memoria que la truncación del dominio de la PML (Perfectly Matched Layer). Un haz gausiano incidente sobre una interfaz dieléctrica. Como que el vectorr de onda es conocido en todos los dominios, puede utilizarse una malla muy gruesa. Las ondas incidente y reflejada se resuelven utilizando la fomrulación de envolventes de haz bidireccional, y las condiciones de contorno de ajuste absorben toda la luz inidente en los contornos. Se representan la intensidad de campo eléctrico y el vector de Poynting. Campo de fondo de haz gausiano La formulación de campo dispersado se utiliza para calcular la dispersión de campos electromagnéticos fuera de un objeto. Típicamente una onda plana uniforme es especificada como el campo de fondo , pero el nuevo campo de fondo de haz gausiano permite especificar un haz gausiano, prpagándose a lo largo de una de las direcciones de los ejes, de un cuello de haz y punto focal especificados. También es posible especificar la polarización del haz. Nuevo modelo multifísico: un modulador Mach-Zehnder Se utiliza un modulador Mach-Zehnder para controlar la amplitud de una onda óptica. En este modelo la guía de onda de entrada se divide en los dos brazos de un interferómetro de guía de ondas. Si se aplica una tensión a lo largo de uno de los brazos, se induce un desplazamiento de fase en la onda que pasa a través de ese brazo. Cuando los dos brazos se recombinan, la diferencia de fase entre las dos ondas se convierte en una modulación de amplitud. Se trata de un modelo multifísico que muestra cómo combinar las interfaces de usuario de ondas electromagnéticas, envolventes de haz con la interzas de usuario de electrostática para describir un dispositivo de guías de onda realista. Una simulación de un modulador Mach-Zehnder con el módulo Wave Optics Module, que incluye una combinación de ondas ópticas y electrostática en el mismo modelo. 4.3b La primera versión de este módulo es la 4.3b. 10 / 11 Software : COMSOL Wave Optics Module 5.2a 11 / 11 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
