COMSOL光纖的案例
016 - COMSOL光纖-銀納米線波導(dǎo)之間高效耦合（僅包含模型文件） ￥26
016 - COMSOL光纖-銀納米線波導(dǎo)之間高效耦合（僅包含模型文件，26元）
基本介紹：
主要內(nèi)容：根據(jù)發(fā)表在Nano Letters上的論文《Highly Efficient Interfacing of Guided Plasmons and Photons in Nanowires 作者：Xuewen Chen等》，重復(fù)了圖1；
基于COMSOL頻域求解，使用的軟件版本為COMSOL 5.3 (5.3.0.223)；
計(jì)算所需的內(nèi)存：8 GB；
涉及的內(nèi)容：全局參數(shù)、端口、完美匹配層、自定義網(wǎng)格、邊界模式分析、對數(shù)據(jù)集操作-旋轉(zhuǎn)、派生值-積分 等；
繪制了：軸向剖面上的瞬時(shí)磁場分布、橫截面上的磁場模式分布；
注意：本案例僅包含模型文件，沒有講解視頻，不附帶答疑指導(dǎo)。
包含的文件截圖：
詳細(xì)描述：
如上圖所示，將銀納米線（MW）和光纖（DF）端對端接觸在一起，模擬兩種情況下的耦合效率：（1）銀納米線上的表面等離激元波導(dǎo)耦合到光纖中；（2）光纖中的波導(dǎo)耦合到銀納米線上的等離激元
銀納米線和硅介質(zhì)波導(dǎo)的半徑分別為164nm和342nm。波長為633nm。
在軟件中采用二維軸對稱進(jìn)行模擬。
計(jì)算的內(nèi)容和結(jié)果：
1、銀納米線→光纖的耦合。上圖：文獻(xiàn)中的結(jié)果；下圖：本案例的結(jié)果 ??
2、光纖→銀納米線的耦合。上圖：文獻(xiàn)中的結(jié)果；下圖：本案例的結(jié)果 ??
3、光纖中的模式(k)和銀納米線波導(dǎo)的模式(l)。左圖：文獻(xiàn)中的結(jié)果；右圖：本案例的結(jié)果 ??
再次提醒：本案例僅包含模型文件，沒有講解視頻，也不附帶答疑指導(dǎo)。
展開 用COMSOL仿真激光在光纖中傳輸?shù)墓鉄嵝?yīng)問題
用COMSOL仿真激光在光纖中傳輸?shù)墓鉄嵝?yīng)問題
我想仿真激光在光纖中傳輸?shù)墓鉄嵝?yīng)，即激光在光纖中損耗轉(zhuǎn)化為熱量的現(xiàn)象。
我選用COMSOL 波動光學(xué)模塊和固體傳熱模塊，添加多物理場耦合，study設(shè)置為頻域-瞬態(tài)。
具體模型如下圖所示，光纖材料為silica，外層為air，上下端口設(shè)置為數(shù)值端口。
但是計(jì)算總是顯示不收斂，初步懷疑是邊界條件的問題，請問這種結(jié)構(gòu)該如何設(shè)置熱場的邊界條件？
謝謝！
基于comsol漸變光纖的模擬
今天我給大家介紹一種利用comsol進(jìn)行可編輯優(yōu)化設(shè)置的漸變光纖模擬。具體如下：
首先，構(gòu)建出四層芯包結(jié)構(gòu)，為溝道形漸變光纖，其中最中間的纖芯為漸變芯。第二圈為溝道包層。依此類推對每個(gè)光纖區(qū)域的材料參數(shù)進(jìn)行配置。如下：
其次，我們需要考慮插入漸變函數(shù)，因此需要再定義中引入?yún)⒆兞浚?需要注意的是，該函數(shù)為關(guān)于半徑r的極坐標(biāo)形式，而我們在構(gòu)建函數(shù)時(shí)需要將其轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系，因此r要寫成直角坐標(biāo)方程如上所示。特別說明的是，該函數(shù)的上限為1.461，漸變下限為1.45.讀者可根據(jù)自己實(shí)際需求來調(diào)整。接下來我們就是需要進(jìn)行網(wǎng)格劃分以及配置電磁波頻域研究來進(jìn)行模式分析，如下所示：
結(jié)果分析及討論說明：
首先可以看一下折射率沿著光纖x軸的分布，滿足漸變溝道形。模式分析結(jié)果如下：
以基模以及11模式為例，不同于階躍形光纖，其模式光場對應(yīng)的電場幅值存在明顯的差異。希望為做漸變形光纖模擬的朋友們起到一些小小輔助。
最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。
展開 Comsol空芯反諧振光纖仿真
空芯反諧振光纖采用反諧振式反射波導(dǎo)的導(dǎo)光機(jī)理，利用玻璃壁在包層構(gòu)成類似法布里-珀羅諧振 腔的結(jié)構(gòu)，通過控制入射波長和玻璃壁厚度控制諧振條件和反諧振條件。當(dāng)滿足諧振條件時(shí)，玻璃壁形成的諧振腔透射最大而反射最小，纖芯內(nèi)的光大量地通過透射泄漏至包層；而當(dāng)滿足反諧振條件時(shí)，該諧振腔透射最小而反射最大，光通過反射被限制在纖芯，從而形成光波導(dǎo)。
首在物理場中選擇波動光學(xué)，添加頻域并選擇模式分析
其次，在全局定義中對反諧振光纖進(jìn)行參數(shù)定義，具體參數(shù)如下：
按照上述參數(shù)對空芯光纖進(jìn)行幾何建模后，對相應(yīng)區(qū)域賦予相應(yīng)的材料屬性。幾何模型最外側(cè)添加完美匹配層和散射邊界條件加以限制，并選用自由三角形網(wǎng)格進(jìn)行劃分，網(wǎng)格劃分小于波長的四分之一；
在模式分析計(jì)算中有效折射率按靠近纖芯值去計(jì)算，通過對包層管壁厚度進(jìn)行掃面可以得到產(chǎn)生反諧振時(shí)包層厚度：
以下為直光纖中基模和最小高階模電場分布：
將光纖類型定義成彎曲光纖，可觀察到彎曲光纖中基模和最小高階模電場分布：
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基于comsol軟件的三維單模光纖模擬
首先先建立三維光纖結(jié)構(gòu)模型：如下所示，現(xiàn)在xy工作平面制作三個(gè)同心圓心，然后再Z平面通過延展拉伸的方式并在最后構(gòu)建成聯(lián)合體構(gòu)建而成。
隨后配置各個(gè)區(qū)域的材料參數(shù)及特性，在這里就不詳細(xì)論述了，可從材料庫中自動鏈接，值得一提的是要在空氣層外部設(shè)置一層PML(完美匹配層)隨后在研究領(lǐng)域中選擇電磁波頻域，在這里我們定義如下：（理想電導(dǎo)體、初始條件、以及在入射和出射分別設(shè)置兩個(gè)端口作為光源入射端和出射端，并且設(shè)置好相應(yīng)的邊界和光源入射條件），進(jìn)一步地進(jìn)行網(wǎng)格化分。效果如下所示（分別用用戶自定義大小網(wǎng)格和四面體自由網(wǎng)格組成）
在研究部分中配置如下（兩個(gè)端口則需要配置兩個(gè)邊界模式分析條件，并根據(jù)入射光纖有效模式折射率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)所需要檢測的頻率用以模擬監(jiān)測）：
結(jié)果后處理：
在結(jié)果分析中，我們設(shè)定好三維截圖面（本例中選擇XZ面）進(jìn)行多切割視角（本例切割為3）隨后選擇表面并錄入電磁場電場模的表達(dá)式以構(gòu)建圖，如需進(jìn)行立體呈現(xiàn)的話，則在多切割表面菜單下勾選變形即可實(shí)現(xiàn)立體的呈現(xiàn)視覺效果。
另外地如果我們對光纖的橫截面中用以為三維截線繪制，并且在結(jié)果部分中選擇一維繪圖組，即可得到橫截面處光纖模式光場的電場幅度值。如下圖所示（在本案例中選擇的是計(jì)算出來的光纖基模，因此其關(guān)于徑向呈高斯函數(shù)分布）
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公眾號:320科技工作室
展開 基于comsol軟件彎曲單模光纖模擬仿真
在本節(jié)中，主要基于實(shí)驗(yàn)室實(shí)際光纖單模圓柱光纖進(jìn)行模擬，與comsol案例庫文件在分析過程和建模有些差異：
模擬主要通過以下三個(gè)步驟進(jìn)行：模型的幾何構(gòu)建、物理場的添加研究、結(jié)構(gòu)處理分析來進(jìn)行。
下面是第一步驟：幾何模型的構(gòu)建
首先建立相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置：
圖1 結(jié)構(gòu)配置及參量設(shè)置
圖2 圓柱形單模光纖橫截面圖及幾何配置
按照上述要求配置好幾何結(jié)構(gòu)后，對每個(gè)區(qū)域的幾何賦予相應(yīng)的材料屬性。并在最后購置好聯(lián)合體。
隨后在去定義光纖的類型為彎曲光纖。
圖3 彎曲光纖模型設(shè)置及坐標(biāo)建立
第二部分：物理場及研究的添加：
由于單模光纖在進(jìn)行宏彎后，纖芯中的光纖能量大部分以泄漏模的方式擴(kuò)散到光纖包層區(qū)域中，但當(dāng)?shù)竭_(dá)光纖包層壁時(shí)會產(chǎn)生振蕩，即回音壁模式。下面我們著重分析一下這些回音壁模式。因此在物理場的選擇上選用電磁波頻域進(jìn)行分析。
具體如圖所示，光纖結(jié)構(gòu)呈軸對稱分布，我們忽略外環(huán)境的影響因此將外層設(shè)置成為完美磁導(dǎo)體（吸收所有電磁波）其余按照電磁波頻域的初始設(shè)定即可。網(wǎng)格剖分
圖4 端面網(wǎng)格化分
在光纖端面處采用自由三角形網(wǎng)格進(jìn)行劃分，在PML層共分解成為四塊設(shè)置成為映射網(wǎng)格（可參考映射網(wǎng)格的劃分方法）
圖5 模式分析
在研究部分中分成兩步驟進(jìn)行分析 分別是模式分析以及確定好相應(yīng)的頻率數(shù)值。
第三部分：后處理結(jié)果分析
圖6。泄漏模式分析
在后處理結(jié)果中（電磁波模型）選擇電場并選擇表面。油煎以等值線形式表示，得到回音壁各個(gè)電磁模式的能量值分布。如果對端面進(jìn)行一維截線處理則可以得到相應(yīng)的數(shù)值電場幅度數(shù)值。
圖7 結(jié)果后處理
展開 使用 COMSOL Multiphysics 模擬高靈敏度光纖壓力傳感器
最大限度地提升對壓力變化的敏感性
借助 COMSOL Multiphysics? 軟件，F(xiàn)ranco、Serr?o、Cordeiro 和 Osório 向數(shù)學(xué)模型中添加了橢圓纖芯，也就是石英毛細(xì)管壁中摻雜了鍺的區(qū)域。通過運(yùn)行仿真，他們獲得了模式雙折射的變化方式，以及外加壓力和毛細(xì)管壁內(nèi)纖芯的位置之間的關(guān)系（圖 4）。模式雙折射描述了可以穿過纖芯的光學(xué)模式的雙折射效應(yīng)。
圖 4. 模式雙折射的變化與毛細(xì)管壁內(nèi)纖芯的位置之間的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)纖芯非常接近光纖的內(nèi)半徑（頂部中間圖）時(shí)，由壓力變化引起的雙折射變化最大。
仿真模型可以計(jì)算基本模態(tài)在不同壓力條件下的有效折射率。當(dāng)入射的電磁波沿纖芯傳播時(shí)，便會出現(xiàn)這種模式。研究表明，若想最大限度地提升雙折射現(xiàn)象對壓力的敏感性，即增強(qiáng)傳感器的靈敏度，必須使纖芯完全嵌入毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，并且靠近內(nèi)壁。他們分析了不同幾何結(jié)構(gòu)中應(yīng)力分布的變化，最終得出結(jié)論：光纖管壁越薄，纖芯位置越接近毛細(xì)管的內(nèi)半徑，由壓力引起的雙折射率的變化就會越大。
全新的微結(jié)構(gòu)光纖傳感器
在完成了有關(guān)雙折射對壓力的依賴性的研究后，F(xiàn)ranco、Serr?o、Cordeiro 和 Osório 提出了一種可以簡化微結(jié)構(gòu)光纖制造工藝的新方法。經(jīng)過驗(yàn)證的新型壓力傳感器設(shè)計(jì)可以正常工作。他們將概念設(shè)計(jì)的靈敏度與現(xiàn)有的復(fù)雜光纖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較，確認(rèn)新的設(shè)計(jì)方案可以產(chǎn)生相近的效果，但是能夠減少復(fù)雜的組裝工作。嵌入芯光纖為高靈敏度光纖壓力傳感器提供了一個(gè)全新的發(fā)展方向，相信在不遠(yuǎn)的將來，石油勘探者可以更加方便地對采集的石油進(jìn)行實(shí)時(shí)評估。
本文內(nèi)容來自多物理場仿真:《IEEE Spectrum》特刊 2017
展開 基于comsol七芯光纖超模模擬分析
本期教程主要向大家介紹一期采用comsol有限元分析軟件進(jìn)行七芯光纖模擬分析的模擬教程。首先介紹一下基本知識點(diǎn)
七芯光纖超模理論（Supermode Theory for Seven-Core Fibers）涉及一種特殊類型的多芯光纖（MCF）技術(shù)。在這里，"超模"（supermodes）指的是多芯光纖中各個(gè)單獨(dú)芯之間耦合形成的復(fù)合模式。以下是七芯光纖超模理論的一些關(guān)鍵點(diǎn)：
多芯耦合：在七芯光纖中，七個(gè)獨(dú)立的光纖芯被布置在一個(gè)結(jié)構(gòu)中。這些芯之間的相互耦合導(dǎo)致光能在它們之間傳播，形成所謂的"超模"。
超模的形成：當(dāng)光通過多芯光纖時(shí)，由于芯之間的相互作用和耦合，會形成超模。這些超模是單個(gè)芯模式的線性組合，它們在整個(gè)光纖結(jié)構(gòu)中共同傳播。
模式分布和耦合系數(shù)：超模的具體特性，如模式分布和耦合系數(shù)，取決于芯之間的距離、折射率差異以及光纖的幾何結(jié)構(gòu)。在七芯光纖中，這些參數(shù)需要精細(xì)調(diào)整以優(yōu)化模式耦合和傳輸效率。
其次進(jìn)行模擬分析的展示:
首先是背景界面的設(shè)定：物理場選用波動光學(xué)，研究依次添加頻域和模式分析。
圖1 全局變量配置
第二步：進(jìn)行平面幾何的構(gòu)建以及配材料折射率。具體如下所示：
圖2 幾何及材料配置界面
圖3 仿真參數(shù)定義
提示：建模完畢后，進(jìn)行網(wǎng)格劃分盡可能按照物理場區(qū)劃分，設(shè)置網(wǎng)格最小尺寸為波長的三分之一合適。亦或是按照研究系統(tǒng)自動默認(rèn)劃分網(wǎng)格。
圖4 網(wǎng)格劃分
幾何模型最外側(cè)建議添加完美匹配曾或是散射邊界條件予以限制條件。在模式分析步驟，按照有效折射率靠近纖芯值去計(jì)算。頻率c=3e8/λ去計(jì)算。
展開 【6月11日項(xiàng)目懸賞】
【單號6382】
預(yù)算范圍：5000
使用軟件：abaqus umat
需求描述：無定形聚合物BPA模型boyce1988年發(fā)表 umat編寫
立即搶單
【單號6391】
預(yù)算范圍：500-800
使用軟件：abaqus
需求描述：論文里的本構(gòu)模型，利用abaqus編寫UMAT子程序
立即搶單
【單號6341】
預(yù)算范圍：1500
試用軟件：abaqus
需求描述：八分之一石墨烯包裹碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基單胞模型，加對稱邊界條件，石墨烯和鋁之間加一層cohesive單元觀察脫粘，加周期性邊界條件，加載荷得到應(yīng)力應(yīng)變云圖和曲線，基體jc損傷，石墨烯橫觀各項(xiàng)同性，碳化硅當(dāng)做線彈性的（八分之一模型不能加周期性邊界條件就一個(gè)正方體包一個(gè)球）
立即搶單
【單號6383】
預(yù)算范圍：1000
使用軟件：abaqus
需求描述：關(guān)于船撞有限元模擬
立即搶單
【單號6355】
預(yù)算范圍：500
需求描述：用COMSOL光學(xué)模塊仿真光纖法珀腔的光譜等光學(xué)特性，模型簡單
立即搶單
下載“技術(shù)鄰”APP，或點(diǎn)擊鏈接查看所有派單： http://www.yqgqt.org.cn/requirement/more
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