ansys空間電場分析
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys空間電場分析的實例教程
注意：系統設置的數值孔徑只對幾何光線追跡有效，物理光學傳播分析不使用系統設置的物方數值孔徑。但是對于本文的范例結構，追跡的光線在遠離光束束腰位置時可以很好地描述高斯光束。因此，只要不在焦點附近，我們都可以使用點列圖和其他光線追跡分析工具檢查POP的計算結果。
初始 POP 結果
在Analyze菜單欄中找到并點擊POP的按鈕（Physical Optics）。
要通過POP窗口左上角的向下箭頭來訪問POP設置。請注意，POP分析不會自動從System Explorer中獲取對象空間數值孔徑（NA）；您需要在POP中手動設置NA。System Explorer中的NA僅用于控制幾何光線跟蹤。
在“常規”（General）設置下，請確保您的設置與以下設置相匹配。
在“Beam Definition”部分，選擇“Beam Type”為“Gaussian Waist”，并設置束腰大小，使其對應于輸入光束的數值孔徑（NA）0.05，即約6.36um（或0.00636 mm，作為X/Y腰圍的數值）。此外，我們將采樣網格的密度設置為1024x1024（即在X和Y方向上的采樣點均為1024），并將X和Y方向的寬度均設為0.1mm。
在 Display 菜單內，勾選 Save Output Beam To： 和 Save Beam At All Surfaces。這些選項在包含電場信息的每個表面上創建一個 Zemax 光束 （.zbf） 文件。
運行POP后，圖像平面上會顯示光束的輻照度。觀察結果顯示，光束采樣良好，光束上分布著眾多像素，且輸出圖像中未出現鋸齒或其他異常偽影。然而，當我們切換到“Prop Report”選項卡時，發現存在潛在問題，即在Surface 2上出現了“引導光束采樣率低”的警告。
展開 存儲這種規模的像素陣列需要4.3 GB的RAM空間。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(63, 63, 63);">對于一般電腦而言，要計算如此大量的像素對幾乎是不可能完成的任務，即便能夠計算，也需要耗費極長的時間。因此，采用物理光學傳播（POP）方法來查看相位分布顯然是不切實際的。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(63, 63, 63);">對于大多數大孔徑系統，通常情況下，基于光線的光纖耦合算法（Ray-based Fiber Coupling）更為適用，物理光學傳播分析并非必要。對于絕大多數光纖耦合系統，透鏡邊緣所產生的衍射效應并不顯著。在此類情況下，建議使用基于光線的光纖耦合算法。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/ssJ36PiaQIGl0p9GbqasmvalIO8k8Rr2Wcsr4BGAGtibIK2be1FKpH6MAIMMq0UVErs4mxDnhaqodTDI5niaClaQg/640?
展開 轉換前空間中的網格寬度決定了轉換后空間的像素尺寸大小，較寬的網格可以使轉換后的面解析度更高。
為了提高第2面至第4面上的解析度，我們將起始網格寬度從0.1mm調整為了0.4mm。
執行一次POP之后，在光束查看器中放大面1上的光束部分，首先檢查起始光束的取樣數是否足夠。隨后在圖中可以看出雖然網格寬度放大到0.4mm，但是光束取樣仍然是足夠的。
此時，在面4之后，網格尺寸變成比較合理的寬度126mm。放大后可以看出光束取樣狀況比之前有了明顯的改善。
調整準直空間的采樣
在面9處，我們放置了一個圓形的遮擋區域，從圖中的光束查看器中可以看到網格寬度沒有改變。但是圓形遮擋區域出現了不平滑的鋸齒狀。這些X與Y方向的像素格造成的銳利鋸齒狀的邊緣缺陷，會在后續的傳播中越來越嚴重。
從系統的3D Layout中，可以看出光束從面3（第一個透鏡前表面）到面9（遮擋面）傳播距離不長并且光束大小也改變不大。因此，如果在系統中調整面3的取樣數，這一改變將會對后續幾個準直空間中的面產生相應的影響。
打開3上的光束文件，可以看到網格寬度為120mm。隨后在面屬性（Surface Properties）對話框中的Physical Optics區域中選擇要重新取樣這個光束，并且設定網格寬度為30mm，這樣可以將后續傳播面上的光束像素提高4倍。
再次執行POP后，可以看到面3的網格寬度如同預期是30mm，將面9上的光束放大后可以看到中心遮擋區域的解析度有了很大的提升，像素造成的鋸齒邊緣缺陷也有了明顯的改善。
采樣不足的圖像
在做了前面兩個改動之后，可以看出直到面13（第二篇透鏡的后表面）為止，取樣率都是沒問題的，但是在像表面上的取樣率還是比較差。
展開 前面的帖子出了問題，重新發一遍。
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Example for a curved elasto-plastic spacial beam with ANSYS
! By Lu Xinzheng, Depart. Civil Engineering,
! Tsinghua University, Beijing
! 陸新征，清華大學土木系
! Aug. 2005
R1=5 ! internal radius of the beam
R2=6 ! external radius of the beam
Thick=0.5 ! Thickness of the beam
Fy=200e6 ! Yield strength of concrete
P=1e5 ! Value of pressure load
/prep7
! Define the Element
! 定義單元
ET, 1, Solid45
! Define Material 定義材料
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,.3
TB,BISO,1,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,Fy,2e9,,,,
! Setup the model
k,1,0,0,0
k,2,0,-R1,
k,3,R1,0
k,4,0,-R2
k,5,R2,0
LARC,2,3,1,R1
LARC,4,5,1,R2
l,2,4
l,3,5
al,1,2,3,4
VEXT,1, , ,0,0,Thick,,,,
! Set the element size
esize,thick/5
vmesh,all
/solu
DA,6,all
!
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本系列文章將介紹如何使用OpticStudio中的物理光學傳播（POP）工具計算電場在自由空間中傳播的狀況。本文主要介紹如何查看光束強度以及與強度有關的問題。
概要
這一系列的文章一共有三篇，本文是其中的第二篇。在這三篇文章中，我們將通過一個例子來闡述如何正確使用POP。 三篇文章的內容安排如下：
第一篇：討論范例系統，介紹如何使用光束查看器（Beam
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本文是系列文章的第一部分，介紹了OpticStudio中的物理光學傳播（POP）工具，該工具能夠在自由空間中模擬電場的傳播。文中還引入了Beam File Viewer功能，它可用于檢查每個表面上光束的相位和強度。
介紹
物理光學傳播 （POP） 工具是 OpticStudio 中唯一需要動手指導才能獲得正確結果的工具之一。原因在于它采用標量衍射理論在空間中模擬電場的傳播
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! Tsinghua University, Beijing
! 陸新征，清華大學土木系
! Aug. 2005
R1=5 ! internal radius of the
