ansys模擬光纖板的案例
Ansys Lumerical | 光纖布拉格光柵溫度傳感器的仿真模擬
說明
該示例演示了一種基于光纖布拉格光柵（FBG）的溫度傳感器，因為光纖折射率會隨溫度而變化，導致其布拉格波長發生偏移，所以可以被用作溫度的測量。（聯系我們獲取文章附件）
綜述
在本示例中要考慮的光纖布拉格光柵（FBG）由具有交替折射率和恒定周期性的纖芯制成。眾所周知，沿著光纖主軸的折射率變化可以在布拉格波長（λ_Bragg）下引起反向傳播模式的耦合，由以下方程給出:
其中n_eff是布拉格波長下光纖基模的有效折射率，Λ是光柵的周期。均勻的FBG在布拉格波長下起到波長選擇鏡的作用。在沿著光纖軸的每個折射率不連續處，都會發生微弱的菲涅耳反射。當來自界面的所有反射累積時，光柵在布拉格波長周圍產生一個明顯由旁瓣包圍的反射帶。
上述方程可以擴展為包括溫度（T）對折射率的影響，從而包括布拉格波長：
運行和結果
步驟1:FDE-計算光柵所需的周期和溫度相關有效折射率neff
我們首先使用FDE求解器獲得目標波長下光柵的有效折射率，并計算光柵的所需周期(Λ)。我們計算高折射率區域和低折射率區域的 neff，并將其的平均值作為設計的起點。
此案例中光纖由n=1.4725/1.4728（L/H）和R=4.8μm的纖芯和n=1.466和R=62μm的包層組成。使用腳本添加 FDE求解器，并在室溫下為光柵中的兩個不同位置（高折射率區域和低折射率區域）運行模擬。有效折射率的平均值用于表示光柵的總折射率，并用于估計所需的光柵周期。本例中所考慮的基模的場分布如下所示。正如預期的那樣，該模式被很好地限制在光纖的核心區域。
展開 Ansys Zemax | 如何在 Lumerical 與 OpticStudio 間模擬光纖及耦合分析
我們將模式 2 作為 Zemax 光束文件導出到 OpticStudio，并檢查光纖耦合效率。
導出 Zemax 光束文件至 OpticStudio
導出面板中 D-Card 的模式數據。Lumerical 的 D-Card 可以保存為 Zemax 光束文件，并且效率更高。現在我們將這個光束導入 OpticStudio 來檢查耦合效率。
在 OpticStudio 導入新的 Zemax 光束文件
請將在 Lumerical 面板中創建的新 Zemax 光束文件導入到 OpticStudio 光束文件查看器中。我們可以看到從 Lumerical 模式 2 導入到 Zemax 光束文件查看器中的光束具有 6.544 um 的建議束腰尺寸結果。改變 POP 光束定義和光纖數據的束腰參數后，光纖耦合效率提高到 96.02%。如果使用以前一樣的束腰 6 um，光纖耦合效率為 95.47%。
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培訓活動
本次培訓主題為『Ansys Zemax 成像設計』，由宇熠高級光學工程師主講，針對序列成像設計，幫助學員們掌握 優化技巧、公差分析技巧、熱分析、像質評價、坐標變換 等知識點。線下培訓學習效率更高、更豐富、更精準，可直接與老師面對面交流提問，當場解決記憶深刻。
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本教程演示了如何將 OpticStudio 中的信息轉換為 Lumerical 的有限差分本征模 (FDE) 求解。這對于一部分是體光學系統，另一部分是波導的多級情況系統模擬是十分有幫助的。在本例中，我們將研究從聚焦透鏡到小尺寸硅光纖的耦合。我們將我們的偏振光束作為 Zemax 光束文件 ( .zbf) 輸出到 Lumerical 本征模求解算法中，并計算在 Lumerical 本征模求解算法中創建的模與輸出的 Zemax 光束之間的重疊性和功率耦合情況。上述光束之間的重疊分析將為我們提供模態分析中更好的模態結果，該模態將作為 Zemax 光束文件從 Lumerical 導出到 OpticStudio 中。
簡介
我們將通過本文主要介紹如何將 OpticStudio 內信息轉換至 Lumerical FDE 本征模求解程序中。這對于一部分是體光學系統，另一部分是波導或光子晶體（需要電磁傳播工具進行傳播模擬）的多級情況系統模擬是十分有幫助的。Lumerical 的有限差分本征模 (FDE) 求解程序可以可以用來確定任意光波導的幾何結構所支持光模式的物理性質。
在本示例中，我們將通過 Lumerical FDE 求解程序來研究從聚焦透鏡到細小二氧化硅光纖的耦合場景。教程內容將假設您對于 Lumerical 軟件有一定熟悉程度。
展開 ANSYS多孔結構穿孔板力學模擬
多孔結構板在減輕結構重量、滿足吸聲功能等環境下應用廣泛，本案例采用ANSYS Workbench對曲線邊界孔洞的隨機多孔板進行軸心受拉力學分析。
隨機微穿孔板可采用CAD Voronoi插件構建，三維模型構建如下。
CAD Voronoi插件采用參數化建模方式，根據設定參數隨機生成模型草圖，如對草圖生成不滿意可重新生成一份，或在原圖基礎上進行手動微調。
隨機多孔板的建模參數如下，CAD內通過實體-拉伸生成板的厚度為10 mm，建模完成后將多孔板導出為.sat格式備用。
關于CAD Voronoi插件使用功能的詳細介紹可查看：
CAD Voronoi V2
https://mp.weixin.qq.com/s/QIt4yoXjb52k7CFuQbCvKA
打開ANSYS Workbench，將多孔板模型導入，模型采用默認材料，然后對模型進行網格劃分，單元近似尺寸為0.5 mm。
對模型指定邊界條件及外荷載，將左側邊界設定為固定支撐，右側邊界設置大小為1 N的力。
提交求解并查看結果。
ANSYS多孔結構板等效應力分析結果可看出，CAD Voronoi插件建立的曲邊多孔結構板，可有效避免孔洞處的應力集中現象，在滿足結構功能的前提下對于提高結構承載力及使用壽命，防止疲勞破壞等方面有借鑒意義。
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