波动光学模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.6 版本为“波动光学模块”的用户引入了可更快扫描端口的新研究步骤、偏振 绘图类型以及多个新的教学案例。请阅读以下内容,进一步了解新增功能。

偏振图类型

偏振 图类型描述了周期性结构(例如频率选择性表面或超材料)中不同衍射级的偏振状态。当仿真中包含周期性端口时,这是默认绘图,也可以在后处理时手动添加。您可以在六边形光栅(波动光学)模型中看到这个新绘图类型的应用演示。

绘制了三个衍射级的偏振态,其中的相位以彩虹弧度表示。 偏振图示例 六边形光栅模型中三个衍射级的偏振状态。

“电磁波,瞬态”接口的时域到频域 FFT 研究

首先使用时域到频域 FFT 研究类型进行宽带瞬态研究,然后,使用快速傅里叶变换 (FFT) 将时域数据转换为频域。现在可在“波动光学模块”的电磁波,瞬态 接口中使用此研究类型。您可以在分布式布拉格反射镜的时域到频域 FFT 分析模型中看到这个新特征的应用演示。

时域到频域 FFT 研究与规则频率扫描的透射率比较结果的一维绘图,其中两条线几乎相同。 时域到频域 FFT 示例 使用时域到频域 FFT 研究(蓝色)和常规频率扫描(绿色)的分布式布拉格反射镜 (DBR) 的透射率。

模式分析中散射边界条件的斜入射角

对于模式分析,散射 边界条件现在可以使用斜入射角,也就是说,它可以有效地吸收由与边界相切的模式传播常数和剩余的法向分量组成的波矢,这改进了损耗波导模式分析中的损耗计算。您可以在微结构光纤中的漏模模型中看到这个新特征的应用演示。

微结构光纤的四个二维模型,以彩虹色表显示切向电场、切向磁场、纵向电场和纵向磁场的不同图样。 微结构光纤模型 图中显示微结构光纤中两种简并 HE11 模式之一的切向和纵向电场和磁场模。

控制高斯光束大小的输入功率

对于高斯光束背景场以及散射匹配 边界条件的输入框,可以通过提供输入功率来指定光束的大小。您可以在自聚焦模型中看到此功能的应用演示。

在彩虹色表中建模的高斯光束的电场 高斯光束大小示例 高斯光束在其折射率与强度相关的介质中传播时的归一化电场。强度越高,折射率越大,光束聚焦越紧密。

由通用表达式定义的参考点

现在,可以从一般矢量表达式中指定散射匹配 边界条件的参考点 子特征。这样,在这些边界条件下,可以更加容易地将输入高斯光束的传播方向参数化。

带有红色、白色和蓝色条纹图案的圆,显示高斯光束的可视化效果。 高斯光束

沿任意方向朝着圆心处的焦平面传播的高斯光束。

相关材料属性组之间的材料参数同步

相对介电常数、折射率、损耗角正切和介电损耗材料属性可以使各组之间的材料参数同步。因此,如果添加一种材料并由折射率材料属性组指定,则波动方程,电 节点中的电位移场 设置可以使用上述任何一种材料模型。如果所需参数不能直接在材料中获得,则使用同步规则创建参数。

新旋度形函数

现在可以使用第二类 Nédélec 有限元。对于每个场分量,这种单元类型或形函数在所有方向上都具有完整的多项式阶数。这可以为较低阶数的形函数或较粗化网格的某些有限元问题提供解,还可以使后处理中得到的场看起来更平滑。您可以在轨道角动量光束模型中看到这个新功能的应用演示。

轨道角动量光束的彩虹相位图。 演示新的旋度形函数 轨道角动量光束。使用新的旋度形函数,获得的相位图看起来更平滑。

求解快速端口扫描

使用新的研究步骤频域源扫描 运行频域研究,在端口和集总端口之间扫描,计算全 S 参数 矩阵。此研究步骤的设置与频域 研究步骤的设置相似,并且比传统的端口扫描(需要参数化扫描步骤)简单得多。您可以在 H 弯波导 - 三维模型中看到这个新特征的应用演示。

增强了特征频率研究的易用性

此版本更新了特征频率研究,以减少建模步骤的数量并提高易用性。在特征频率仿真后 ,软件会自动计算特征频率和 Q 因子,并以表格形式呈现出来。

新的教学案例

COMSOL Multiphysics® 5.6 版本的“波动光学模块”引入了多个新的教学案例。