COMSOL SMS結構模擬簡要步驟

    做光纖傳感方向的朋友們在日常的工作與學習中都想對你自己的結構進行一個仿真與模擬,以用于驗證自己的思路與想法,又或者是在平時的文章中加入模擬以豐富自己的工作使得文章顯得更加飽滿,但又苦于在光纖傳感方向的comsol案例、資料比較少,今天小來講解一下單模—多模—單模的模擬過程:

首先,第一步就是選擇物理場,對于光纖模擬,我們需要選擇電磁波波束包絡法,以減少計算量。邊界模式分析,進入到軟件的建模界面,這一步相信大家都會,我就不一一介紹了。如圖1所示,是我的建模過程,這里需要注意一點的是在兩種界面處,需要加輔助線,以方便后期的網格劃分。

COMSOL SMS結構模擬簡要步驟的圖1

圖1:幾何物理模型


其次是對各個模塊進行材料的賦值。這里需要用到色散函數,您可以在網上查找或者在折率網站中進行查找。

再次就是對物理場進行設置。如圖2所示,這是我們用到的物理場設置。

COMSOL SMS結構模擬簡要步驟的圖2

圖2:物理場設置

利用端口進行設置,有利于后期我們對透射率和反射率的計算,通常也就是我們所說的光譜。端口的類型我們一般選擇數值類型,并且入射端口我們選擇為開放,端口2為閉合。邊界類型需要在兩端設置完美匹配層和散射邊界,用來吸收反射或者散射波。

接下來就是網格的剖分,對于這種規整的幾何構型,我們一般選擇四邊形網格,如圖3所示,我們對每一邊界進行網格的劃分。

COMSOL SMS結構模擬簡要步驟的圖3

COMSOL SMS結構模擬簡要步驟的圖4

圖3:網格的劃分


最后一步就是對研究進行設置,一般用到邊界模式,如4圖就是對研究進行設置。

COMSOL SMS結構模擬簡要步驟的圖5

圖4:研究設置

為了后期得到掃描的透射譜,我們可以根據自己的需要對波長進行參數化掃描。下面是我的一個模擬成果。

COMSOL SMS結構模擬簡要步驟的圖6

圖5:光場分布圖

從上圖可以看出多模光纖的自成像效應,說明這個模擬結果是正確的。經過掃描我們可以得到透射譜,如圖6所示。

COMSOL SMS結構模擬簡要步驟的圖7

圖6:SMS結構的透射光譜

親們還可以對幾何參數進行優化,以便得到更好的透射譜。好啦,以上就是我的個人心得,感興趣的伙伴可以與我一起討論。

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