COMSOL光學
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-11
COMSOL光學的視頻教程
COMSOL光學與RF系列視頻
該系列視頻詳細講解了COMSOL中RF和光學的相關模型及應用，包括光子晶體、石墨烯、SPR、光波導、耦合器、光纖、太陽能電池等，透徹的講解了COMSOL射頻光學模型的思想與設置方法，同時講解了傳輸損耗、色散曲線、耦合長度、模式面積等的求解問題。講解過程中穿插不少COMSOL設置以及后處理技巧。
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COMSOL光學超材料專題教程
COMSOL Multiphysics 6.x 光 學 超 材 料 專 題 教 程 課程中使用的軟件版本為：COMSOL Multiphysics 6.0 （對 6.0 以上版本都適用） 定位科研前沿 · 實操內容挑選SCI期刊上已發表的研究工作 · 根據實際科研工作學習COMSOL · 確保授課內容絕對正確，經得起實踐檢驗！
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COMSOL光學的實例教程
一個光學 n×m 矩陣乘法裝置由兩個酉矩陣乘法核心和一個衰減器陣列組成。
總之，我們擁有構建用于一般 n×m 矩陣乘法的光學系統所需的所有要素。文末將提供一個 n×n 矩陣乘法系統的建模示例鏈接。該模型可用作構建更復雜的 n×m 矩陣的靈感。
結束語
在這篇文章中，我們為您展示了任何 n×m 矩陣都可以分解為多個 2×2 酉子矩陣和一個對角矩陣的乘積。這樣就能夠使用一系列馬赫-曾德爾調制器構建用于一般矩陣乘法的光網絡。另外，我們還介紹了使用集成低損耗硅光子進行光學計算的優勢。
未來的手機和電腦會由光學或光子處理器驅動嗎？這有待觀察，沿途還有許多技術難關需要攻克。可以肯定的是，多物理場仿真是復雜光學計算系統設計和優化的重要組成部分。如本文案例所示，COMSOL Multiphysics 中的波束包絡法功能特別適用于模擬時間快速和存儲效率良好的大型光學模型。它還能夠模擬整個光學系統，這在考慮其它物理效應時至關重要，例如不均勻的溫度梯度或機械變形。
本文來自：COMSOL博客
展開 Comsol光熱和射線光學耦合 ￥1600
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p>微顆粒受到光照射加熱周圍油液，周圍油液受熱折射率發生改變，同時導致入射光線偏折，散焦。</p><p><br></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202012/d4afe1410bf245aa9d026db4e226b522.gif" alt="2222.gif"></p><p><br></p><p>該案例嘗試使用comsol進行微顆粒的光熱和射線光學耦合，動圖如上展示的。</p><p><br></p><p><br></p>
展開 這種鏡子可以作為一個光學反射裝置使用。為了創造弧形表面或類似彈簧的結構，MEMS 設備制造商有時會使用電鍍工藝在微鏡中引入殘余應力。這個案例演示了如何建立這樣的模型，并在模型中包括了初始應力和應變。此外，該模型還演示了不同材料的變形結構有什么不同，例如鋁和鋼。
鋁的微鏡變形和剝離。
鋼的微鏡變形和剝離。
在你的模型中模擬光學器件
COMSOL Multiphysics 還提供了許多用于光學仿真的其他功能，以及與機械、熱耦合仿真的功能，或模擬其他 MEMS 元件的功能。
波動光學模塊提供的波束包絡法專用工具，可用于模擬光學介質中的高頻電磁波。您也可以將結構力學與波動光學仿真相結合來進行模擬，就像這個腔體模型或波導仿真案例中。
新的射線光學模塊可用于建立光在光學介質和設備中的傳播模型，其中電磁波被看作射線。我們還有許多包括角隅反射器模型或牛頓望遠鏡系統中的光線傳播建模在內的許多射線光學仿真案例供您參考，可在 COMSOL 官網下載。
本文內容來自 COMSOL 博客
展開 基于comsol的熱流光學耦合的紋影法仿真 ￥1600
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p><br></p><p> 紋影法一種常用的光學觀測方法。其基本原理，是利用光在被測流場中的折射率梯度正比于流場的氣流密度進行測量，廣泛用于觀測氣流的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E8%BE%B9%E7%95%8C%E5%B1%82/4859516" rel="noopener noreferrer" target="_blank">邊界層</a>、燃燒、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%BF%80%E6%B3%A2/825784" rel="noopener noreferrer" target="_blank">激波</a>、氣體內的冷熱對流以及風洞或水洞流場。</p><p> 原理：利用光在被測流場中的折射率梯度正比于流場的氣流密度的原理，將流場中密度梯度的變化轉變為記錄平面上相對光強的變化，使可壓縮流場中的激波、壓縮波等密度變化劇烈的區域成為可觀察、可分辨的圖像，從而記錄下來。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202101/85558facf5fd4d63b506f2433da4251d.gif"></p><p><br></p><p><br></p><p>此次用comsol搭建一個簡單的紋影法的光路，在凹面鏡的焦距前方發射光源 ，在焦距后方接收。
展開 在這種情況下，折射率可以定義為所施加電場的二次函數，如下所示:
線性和非線性光學建模的總結性思考
本文討論了不同的光學材料，如 KDP、BK-7、LiNbO
3
、CdTe 和外電場下的硅。
這些材料表現出不同的線性和非線性現象，例如 SHG 效應、自聚焦效應以及線性和二次電場效應。
我們還研究了這些材料在激光工程領域、濾波器設計和光開關中的應用。
本文來自 ：COMSOL 博客
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如果你抬頭看看夜空，特別是在遠離城市燈光的地方，就會發現很多閃爍的星星。古往今來，美麗的星空是詩人和浪漫主義者的靈感來源，但也一直是研究夜空和宇宙的天文學家們面臨的一個挑戰。它使自適應光學得以發展。如今，自適應光學被用來提高光學系統的功率，以消除光學介質所帶來的不良影響。
自適應光學：消除光學介質帶來的不必要影響
當一束來自天文物體（例如恒星）的光，穿過地球大氣層時，大氣層的湍流會導致這些恒星得圖像變得模糊和閃爍
</p><p>在之前第二篇文章的文獻中，作者已經給出米氏散射公式如下<img src="https://img.jishulink.com/upload/202304/9c6cb860894a4aafbf373876c4ba6f18.png" alt="捕獲.png"></p><p>作者對比了用 comsol波動光學模塊 和 米氏解析解 求解出的散射效率，發現二者吻合，從而證明確實用波動光學模塊計算出的結果正確
1875 年，John Kerr 將載流線圈放置在玻璃板兩側的孔中，從而產生了電場。當一束偏振光穿過平板后，他發現偏振是不同的。這種差異與玻璃折射率的變化有關，折射率與電場的平方成正比——這種現象被稱為磁光克爾效應（Kerr effect）。今天這邊文章將帶您了解如何對這種效應以及其他線性和非線性現象進行建模。
理解非線性光學材料的磁化率
當給介電材料施加電磁場時，電磁場會將材料中的電子從其原始軌道上遷移
光學計算是替代當前電子計算機的另一種可能形式。在這篇文章中，我們將探討光學計算的概念，并解釋了光學矩陣乘法網絡是如何工作的。我們還討論了如何使用 COMSOL Multiphysics? 軟件及其附加產品——波動光學模塊對光學計算設備進行建模。結合這些產品的使用，展示了在模擬大型光學系統時應用波束包絡法的優勢。
光學計算簡介
摩爾定律
在過去的幾十年里，計算機的能力一直呈指數級增長。這種增長遵循摩爾定律
在COMSOL Multiphysics波動光學模塊、半導體模塊和固體傳熱模塊的三維向導中進行仿真。
02
建模與仿真
1. 幾何與材料
在由Au (金屬接觸)，Spiro-MeOTAD (空穴傳輸層)，CH3NH3PbI3鈣鈦礦( p型吸收體)組成的三維向導中設計傳統的鈣鈦礦太陽能電池。
