COMSOL Multiphysics^® 6.4 发布亮点

COMSOL Multiphysics^® 6.4 为“波动光学模块”的用户引入了非均匀域的远场计算功能、用于源边界与目标边界耦合分析的新变量，并更新了默认的偏振图以助您获得更清晰、更快速的仿真结果。欢迎阅读以下内容，进一步了解这些更新及其他新增功能。

新特征：支持含基板结构的远场计算

新增的远场域，非均匀 特征可用于分析包含基板的远场辐射问题，支持对由均匀上层材料（通常为空气）和均匀介质基板构成，且其中嵌有散射体或辐射源的结构进行远场计算。您可以参考基板上的颗粒散射教学案例，了解如何使用这一新功能。

介质基板上的金散射体模型，显示了其远场分布。

新变量：不同源与目标边界之间的耦合计算

为简化导波与自由空间波之间的双向耦合分析，新版本定义了新的输出耦合效率变量（例如，积分输出功率与输入功率之比）。这些变量分级累积，便于分析小型和大型特征与边界的耦合情况。同时，还提供了一组分级变量，用于计算因吸收而产生的积分损耗，包括功率损耗，以及归一化至输入功率的损耗变量。新功能主要在光波导附近的散射体建模教学案例中演示，您也可以通过以下教学案例深入了解：

• grating_coupler（新）
• sesam_laser_heating（新）
• mach_zehnder_modulator
• optical_ring_resonator

带有散射体（柱状结构）的波导结构，利用新增的输出耦合变量，可同时分析后向、前向及侧向的散射光。

偏振图更新与结果优化

偏振图 中的新选项可将偏振椭圆归一化至最大衍射效率，使椭圆大小直观反映衍射效率的高低。此外，还新增了标示传播衍射级区域的绘图选项。您可以参考六边形光栅（波动光学）和六边形等离激元滤色镜教学案例，查看更新的偏振图 效果。

截面计算 特征现在提供用于模拟散射、吸收和消光截面的多个选项，用户可根据需要选择默认绘图功能或全局计算功能，这两项新功能分别在金纳米球的光散射模型和基板上的颗粒散射教学案例中进行了演示。

全局计算 节点（如反射率、透射率和衍射效率）现已整合至计算组 节点，支持在重复仿真后自动更新表数据。如需了解如何使用这一新功能，欢迎参考波导 S 弯教学案例，其中演示了反射率、透射率及损耗的计算过程。

“六边形光栅（波动光学）”教学案例中的 偏振图，显示了归一化至最大衍射效率的偏振椭圆，以及围绕传播衍射级区域的分布曲线。

光学材料库更新

在“射线光学模块”和“波动光学模块”的光学 材料库中，新增了来自 Schott AG 的 12 种玻璃材料，以及来自 CDGM Glass 的 10 种玻璃材料。这些新材料均包含进行结构-热-光学性能 (STOP) 分析所需的完整材料属性。

新的教学案例

COMSOL Multiphysics^® 6.4 版本为“波动光学模块”新增了多个教学案例。

半导体可饱和吸收镜 (SESAM) 的热效应

入射与反射的高斯光束（左）在 SESAM（右）中被部分吸收，引起器件升温，并产生变形。这一过程导致反射光束的波前相位随输入功率发生改变。

“案例库”标题：
sesam_laser_heating
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绝缘体上硅 (SOI) 光栅耦合器

入射高斯光束聚焦于光栅上，将部分辐射耦合至波导结构。

“案例库”标题：
grating_coupler
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超透镜的拓扑优化

使用拓扑优化设计菲涅尔透镜，目标是优化三种不同波长的光在轴线上某点处的聚焦强度。

“案例库”标题：
metalens_topology_optimization
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*需要“优化模块”

利用形状优化设计超表面光束偏转器

基于“超表面光束偏转器”教学案例，通过形状优化实现了各柱体半径与位置的自适应调整，从而显著提升器件性能。

“案例库”标题：
metasurface_beam_deflector_optimization
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*需要“优化模块”

圆偏振平面波的反射

红色箭头表示电场，黑色箭头表示功率流。向下传播的波均呈现右旋圆偏振特性，而反射波（顶部箭头）则表现为左旋圆偏振。

“案例库”标题：
circular_polarization
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