Модуль «Волновая оптика»

Новое приложение: Simulation of Concentric Optical Fibers (Моделирование коаксиальных оптических волокон)

Оптические волноводы позволяют передавать сигнал существенно быстрее, чем микроволновые: оптические устройства обладают гораздо более высокой рабочей частотой по сравнению с микроволновыми устройствами, а значит, обладают значительно более широкой полосой пропускания. Одномодовые волокна со ступенчатым профилем показателя преломления используются для нужд дальней (даже трансокеанской) связи., Мультимодовые волокна как с плавным, так и со ступенчатым профилем показателя преломления применяются в ближней связи — например, внутри учреждений, университетских городков и корпусов.

Почти все доступные на рынке типы оптоволокна состоят из концентрических слоев, при этом внутренние слои (один или несколько) формируют сердечник, а внешние слои (один или несколько) образуют оболочку. Сердечник обладает большим показателем преломления по сравнению с оболочкой, поэтому направляемые моды могут распространяться вдоль волокна.

Приложение Optical Fiber Simulator (Моделирование оптических волокон) выполняет анализ мод коаксиальных кольцевых диэлектрических многослойных структур. Каждый слой характеризуется значением внешнего диаметра, а также действительной и мнимой частью показателя преломления. Это приложение можно использовать для анализа волокон как со ступенчатым, так и с плавным профилем показателя преломления. Число коаксиальных кольцевых слоев в таких волокнах может быть произвольным.

График модового поля в пользовательском интерфейсе приложения Concentric Optical Fibers (Моделирование коаксиальных оптических волокон). График модового поля в пользовательском интерфейсе приложения Concentric Optical Fibers (Моделирование коаксиальных оптических волокон).

График модового поля в пользовательском интерфейсе приложения Concentric Optical Fibers (Моделирование коаксиальных оптических волокон).

Улучшенная сетка на базе физики для моделирования поглощающих сред

Сетка, построенная на базе физики, содержит электрическую и магнитную поглощающие среды и автоматически увеличивает размер на толщину скин-слоя на границах поглощающих областей. При выборе функции Resolve wave in lossy media (Рассчитать волну в поглощающей среде) для внешних границ областей поглощающей среды строится сетка в свободном пространстве. При этом максимальный размер элемента сетки определяется минимальным значением половинной толщины скин-слоя и 1/5 длины волны в вакууме.

Более мелкая сетка вдоль внешних границ круговой поглощающей среды в воздухе характеризуется толщиной скин-слоя со следующими параметрами материала: тангенс угла потерь и коэффициент затухания (ε' = 1,2 и tanδ = 3,5) при частоте колебаний 1 ГГц. Более мелкая сетка вдоль внешних границ круговой поглощающей среды в воздухе характеризуется толщиной скин-слоя со следующими параметрами материала: тангенс угла потерь и коэффициент затухания (ε' = 1,2 и tanδ = 3,5) при частоте колебаний 1 ГГц.

Более мелкая сетка вдоль внешних границ круговой поглощающей среды в воздухе характеризуется толщиной скин-слоя со следующими параметрами материала: тангенс угла потерь и коэффициент затухания (ε' = 1,2 и tanδ = 3,5) при частоте колебаний 1 ГГц.

Последовательности исследований Boundary Mode, Frequency-Stationary (Граничные моды, частотный и стационарный анализ) и Boundary Mode, Frequency-Transient (Граничные моды, частотный анализ и анализ переходных процессов)

В Мастере создания моделей добавлены новые последовательности исследований для мультифизических интерфейсов Laser Heating (Лазерный нагрев) и Microwave Heating (Микроволновой нагрев) в модулях Волновая оптика и Радиочастоты соответственно. Последовательность Boundary Mode, Frequency-Stationary (Граничные моды, частотный и стационарный анализ) добавляет в исследование шаги Boundary Mode Analysis (Анализ граничных мод) и Frequency-Stationary (Частотный и стационарный анализ). Последовательность Boundary Mode, Frequency-Transient (Граничные моды, частотный анализ и анализ переходных процессов) добавляет в исследование шаги Boundary Mode Analysis (Анализ граничных мод) и Frequency-Transient (Частотный анализ и анализ переходных процессов). Шаг Boundary Mode Analysis (Анализ граничных мод) используется для расчета модового поля для числовых портов электромагнитных интерфейсов. Шаги Frequency-Stationary (Частотный и стационарный анализ) и Frequency-Transient (Частотный анализ и анализ переходных процессов) объединяют стационарный анализ и анализ переходных процессов интерфейса Heat Transfer in Solids (Теплопередача в твердых телах) с анализом частотной области интерфейсов Wave Optics (Волновая оптика) и RF (Радиочастоты).

Панель Мастера создания моделей, содержащая новые последовательности решений Boundary Mode, Frequency-Stationary (Граничные моды, частотный и стационарный анализ) и Boundary Mode, Frequency-Transient (Граничные моды, частотный анализ и анализ переходных процессов), используемые в данном случае совместно с мультифизическим интерфейсом Laser Heating (Лазерный нагрев) в модуле Волновая оптика.

Панель Мастера создания моделей, содержащая новые последовательности решений Boundary Mode, Frequency-Stationary (Граничные моды, частотный и стационарный анализ) и Boundary Mode, Frequency-Transient (Граничные моды, частотный анализ и анализ переходных процессов), используемые в данном случае совместно с мультифизическим интерфейсом Laser Heating (Лазерный нагрев) в модуле Волновая оптика.

Панель Мастера создания моделей, содержащая новые последовательности решений Boundary Mode, Frequency-Stationary (Граничные моды, частотный и стационарный анализ) и Boundary Mode, Frequency-Transient (Граничные моды, частотный анализ и анализ переходных процессов), используемые в данном случае совместно с мультифизическим интерфейсом Laser Heating (Лазерный нагрев) в модуле Волновая оптика.

Начальные значения граничных условий переходного рассеивания

В настройках граничного условия Scattering (Рассеивание) для динамических моделей есть раздел Initial Values for Incident Wave (Начальные параметры падающей волны) для установки начальных значений векторного потенциала магнитного поля падающей волны. Обратите внимание: по умолчанию этот раздел свернут. Если падающая волна определяется электрическим полем, то пользователь может указать начальное значение векторного потенциала магнитного поля падающей волны. Если падающая волна определяется магнитным полем, пользователь может указать исходное значение временной производной потенциала магнитного поля в дополнение к начальному значению векторного потенциала магнитного поля. Новые настройки позволяют пользователям задавать определенную форму волны для векторного потенциала магнитного поля, для которого ищется решение.

Настройка No Scattered Field (Без поля рассеивания) для соответствующего граничного условия

Для предотвращения появления ложных решений при использовании условия совпадающих границ в сочетании с интерфейсом Electromagnetic Waves, Beam Envelopes (Электромагнитные волны, Огибающие пучков) введена новая функция — флажок No scattered field (Без поля рассеивания). Если этот флажок установлен, то на границе, для которой используется данная функция, значение рассеянной волны ограничивается 0. Пример использования новой настройки представлен в учебной модели [Gaussian Beam Incident at the Brewster Angle (Падение гауссова пучка под углом Брюстера)] (http://www.comsol.ru/model/gaussian-beam-incident-at-the-brewster-angle-17093).