COMSOL光學實例的案例
什么是光學計算？如何在 COMSOL 中分析光學計算器件
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 光學軟件使用實例：從Zemax導入光學系統
VirtualLab Fusion允許從Zemax文件導入具有完整3D位置信息和玻璃的光學系統。導入在兩個軟件包之間有著人性化的接口。導入過程后，光學系統的結構數據將在VirtualLab Fusion中顯示為幾個組件。VirtualLab允許將單個光學界面組合成組件。將Zemax系統導入VirtualLab后，可以通過光線追跡和場追跡來分析光學裝置。
導入Zemax 文件的預處理
?用戶PC需要安裝Zemax（最低版本15.5 SP2）。
??需要Zemax的有效許可證（需要插入加密狗）。
?在VirtualLab Fusion的全局選項對話框（Global Options Dialog）中，請將Zemax用戶數據的路徑（Path for Zemax User Data）設置為Zemax的“Glasscat”文件夾所在的地址。
導入Zemax鏡頭文件
在VirtualLab Fusion中，可以通過以下步驟導入Zemax文件：
?文件(File)→導入(Import)→導入Zemax系統(Import Zemax System)
?然后打開Zemax鏡頭樣本文件，其擴展名為“.ZMX”，其中包含結構數據。
?或者，您可以將Zemax文件拖放到VirtualLab中并執行導入。
?Zemax數據中的每個接口都對應于VirtualLab中的單個光學界面組件（Single Interface Components）。導入包含多個光學界面的系統時，會出現一個彈出窗口，詢問光學界面是否應組合為光學界面序列（OIS）組件（Optical Interface Sequence Componet）。
展開 書籍推薦--光學設計：SYNOPSYS光學軟件實例
About this book
This volume and the accompanying SYNOPSYS? software on mini-CDROM is a supplement to Joseph M. Geary’s Introduction to Lens Design, a text that has meet with wide acceptance in classrooms and as a self-study guide for engineers, scientist and others wishing to develop an understanding of computer-aided optical design. Its purpose is to provide another software alternative, SYNOPSYS, for the book’s practical problems, which are worked with ZEMAX?. NOTE: This book DOES NOT replace Introduction to Lens Design, it is inteneded to be used along with it for the lens design theory.
SYNOPSYS is a full-featured, professional level optical design program that users of this book can run in demo mode; a limit of 12 surfaces in that mode is sufficient to work the problems found
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 
在 COMSOL 中對自適應光學系統進行仿真
2014 年在波士頓舉行的 COMSOL 用戶年會上，來自美國 NASA Goddard Space Flight Center 和美國 Newton 公司和 Iris AO 公司的科學家團隊展示了他們如何使用COMSOL 軟件開發的有限元模型對一個 MEMS 透鏡部分進行結構力學仿真。這個被稱為多鏡面陣列 的鏡面部分將被用作可見光消零日冕儀 的一個關鍵組件，旨在探測地球大小的系外行星。該團隊還使用 COMSOL 多物理場模型來預測該部分組件在太空飛行期間承受機械沖擊時的動態行為和應力。
MEMS 元件和器件的建模實例
MEMS 模塊內置了許多建模工具，能夠有效地模擬包括 MEMS 執行器在內的不同類型的 MEMS 元件和設備。
在這樣的設備中，需要考慮小尺度空間內的不同物理現象的耦合，如電磁-結構、熱-結構或流體-結構的相互作用。因此，MEMS 設備代表了真正的多物理場應用。
靜電驅動的懸臂梁
在 COMSOL 模型庫和 COMSOL 官網的案例下載頁面，您可以找到幾個與自適應光學系統相關的 COMSOL Multiphysics 示例模型。
例如，靜電驅動懸臂梁的模型顯示了彈性懸臂梁在靜電力作用下的彎曲情況。MEMS 模塊中的機電 接口允許計算懸臂梁在靜電力作用下的彈性變形，靜電力是由懸臂和它下面的基體之間的施加電位引起的。
當懸臂彎曲時，由于兩個表面之間的間隙形狀發生了變化，力也隨之改變?？p隙區域的變形由 COMSOL Multiphysics 內置的移動網格功能（這種功能也可稱為 ALE 或任意拉格朗日歐拉式）追蹤。整個過程中，COMSOL 仿真軟件會自動計算靜電力。
一個靜電驅動的懸臂中的位移模型。
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 如何在 COMSOL 中建立線性和非線性光學模型
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
基于comsol的光學環形波導諧振腔，三環諧振
三圓環 波導諧振.rar
（轉載至：百度百科、comsol官網）
最簡單的光環諧振器由直波導和環形波導組成。波導互相靠近放置，使得光在兩個結構之間相互影響。如果環周圍的傳播長度是波長的整數倍，則場發生諧振，并在環中形成一個強場。
一部分光在環形波導周圍傳播后，重新與直波導耦合，并干涉入射光。在諧振時，可以獲得完全相消干涉，而沒有透射光，使得光環諧振器成為理想陷波濾波器，阻止諧振波長的光。
光環諧振器是光子集成電路中具有研究價值的構件。由于在硅光子等集成電路中具有高折射率對比度，因此可以制造非常小的電路。
本次模型，三環波導諧振腔，設置了不同的半徑R，三個圓環將在不同的三個波長下出現諧振耦合，如下動圖中出現的波峰。
模型文件在文中開頭，需要的可以下載，加密文件如需密碼可以私信我。謝謝。
展開 每周更新三個課程 | SYNOPSYS?光學設計實例
在 SYNOPSYS 發布中文版之后， 墨光特此推出 SYNOPSYS（中文版）光學設計實例，從 SYNOPSYS 課程總概述到重點歸納，課程內容豐富廣泛，供大家學習參考。每周更新三個課程，需要學習的小伙伴請掃描下方二維碼觀看
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[VirtualLab] 光學系統中的光柵建?！?em>實例討論
摘要
光柵是當前光學中最常用的衍射光學元件。如今已常用于復雜光學系統，與其他組件協同作用。因此，迫切需要對系統內部的光柵進行分析，從而評估系統的性能。我們將通過實例說明如何在VirtualLab Fusion對系統中的光柵建模。并將對光柵的對準、光柵級次通道設置以及光柵角度響應等問題進行討論。
2. VirtualLab Fusion中的光柵建?！攀? ? 單光柵分析
?通過主窗口“光柵”菜單，可以進入僅針對光柵的特殊評估環境。
?它有助于分析和可視化光柵的衍射特性，例如衍射角度和效率。
? 系統內的光柵建模
?在常規光學設置中，可以將光柵組件插入系統的任何位置。
?這樣可以對系統內的光柵進行建模，從而在考慮光柵可能產生的影響的情況下評估系統性能。
兩種建模方法通?？梢砸黄鹗褂?，如先優化光柵結構本身，然后將其插入系統。
3. 系統中的光柵對準
? 安裝光柵堆棧
?為了描述系統內的光柵，光柵堆棧始終固定在參考表面上（僅平面）。
?參考面在3D系統視圖中可視化，并有助于對齊光柵。
? 堆棧方向
?可以在參考表面的正面或背面安裝光柵堆棧
? 安裝光柵堆棧
- 為了描述系統內的光柵，光柵堆棧始終固定在參考表面上（僅平面）。
- 參考面在3D系統視圖中可視化，并有助于對齊光柵。
? 堆棧方向
- 可以在參考表面的正面或背面安裝光柵堆棧。
- 更改此選項時，必須注意嵌入介質設置。
? 橫向位置
?對系統中的一般場與光柵的相互作用進行建模時，必須考慮光柵的橫向位置。
展開 技術鄰周報Q9：CAD/二次開發/COMSOL/光學/moldflow/優化設計/LS-DYNA/復合材料/Python
2、基于COMSOL的流固耦合微泵輸運細胞仿真分析
作者：琳泓comsol
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1809491
微泵作為微流體系統的“心臟”，是微流體輸送的動力源，也是微流體系統發展水平的重要標志。作為一種重要的微型執行部件，微泵還可廣泛應用于藥物輸送、血液運輸、DNA合成、電子冷卻系統、微全分析系統、微型燃料電池、微型衛星推進系統等領域，具有巨大的市場應用前景。
3、光波導：主流AR眼鏡的核心顯示技術
作者：
上海安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1809511
隨著主流AR設備微軟HoloLens2、Magic Leap One等對光波導技術的采用和設備量產，以及AR光學模組廠商DigiLens、耐德佳、靈犀微光等近期融資消息的頻繁披露，導致光波導的討論熱度也持續增加了不少。
4、免噴涂材料中出現“新款”注塑缺陷，moldflow居然無法預測
作者：
國高材高分子材料產業創新中心
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1809585
注塑材料的發展中，慢慢的免噴涂材料開始登場。一般是將顏色做亮或者是添加其余粉末來改善塑料材料的本身外觀特征，或者是提升材料本身的物性。最近在新開發的免噴涂材料中發現了原來并沒有出現過的問題。
展開 
光學系統中的光柵建?！?em>實例討論
摘要
光柵是當前光學中最常用的衍射光學元件。如今已常用于復雜光學系統，與其他組件協同作用。因此，迫切需要對系統內部的光柵進行分析，從而評估系統的性能。我們將通過實例說明如何在VirtualLab Fusion對系統中的光柵建模。并將對光柵的對準、光柵級次通道設置以及光柵角度響應等問題進行討論。
2. VirtualLab Fusion中的光柵建?！攀?? 單光柵分析
?通過主窗口“光柵”菜單，可以進入僅針對光柵的特殊評估環境。
?它有助于分析和可視化光柵的衍射特性，例如衍射角度和效率。
? 系統內的光柵建模
?在常規光學設置中，可以將光柵組件插入系統的任何位置。
?這樣可以對系統內的光柵進行建模，從而在考慮光柵可能產生的影響的情況下評估系統性能。
兩種建模方法通?？梢砸黄鹗褂茫缦葍灮鈻沤Y構本身，然后將其插入系統。
3. 系統中的光柵對準
? 安裝光柵堆棧
?為了描述系統內的光柵，光柵堆棧始終固定在參考表面上（僅平面）。
?參考面在3D系統視圖中可視化，并有助于對齊光柵。
? 堆棧方向
?可以在參考表面的正面或背面安裝光柵堆棧
? 安裝光柵堆棧
- 為了描述系統內的光柵，光柵堆棧始終固定在參考表面上（僅平面）。
- 參考面在3D系統視圖中可視化，并有助于對齊光柵。
? 堆棧方向- 可以在參考表面的正面或背面安裝光柵堆棧。
- 更改此選項時，必須注意嵌入介質設置。
? 橫向位置
?對系統中的一般場與光柵的相互作用進行建模時，必須考慮光柵的橫向位置。
?例如，激光束（緊密地）聚焦在線性光柵的帶狀結構或者氣隙上，效果可能會大不相同。
展開 SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十四：帶楔塊誤差的校驗和圖像誤差的 AI 分析的公差實例
課程二十四：帶楔塊誤差的校驗和圖像誤差的 AI 分析的公差實例
本課程將介紹前面討論的一些功能，并添加一些功能強大的新選項。在這里，我們將使用 BTOL 來計算八片式透鏡的公差，然后查看通過校驗單元格中的元件來補償楔形誤差的情況下的像質統計。最后，我們將在重新對焦鏡頭和校驗元件之后，檢查一組 100 個鏡頭的橫向色差的統計數據，這些鏡頭受公差限制。
這是一個 MACro，它將創建公差預算：
FETCH X33 ! 拿出開始的鏡頭
BTOL 90 ! 要求達到90%的置信度
TPR ALL ! 所有的表面都與試驗板相匹配。.
EXACT ALL INDEX ! 假設收到所有熔體數據。
EXACT ALL VNO ! 所以指數和色散的公差為零.
TOL WAF .18 .32 .18 ! 要求在三個視場點上的這個波前方差.
FOCUS REAL ! 聚焦軸上圖像點
ADJUST 14 TH 100 ! 厚度為14（最后一個空域）的情況下.
PREP MC ! 準備好蒙特卡洛評估的輸入數據.
GO ! 開始BTOL.
在 SYNOPSYS? 中打開名為 X33.RLE 的文件，我們使用 FETCH 命令將其取出。
運行此 MACro 時，BTO L公差已準備好并列在探測器上?，F在我們需要使用 MC。
展開 COMSOL實例解析：弱形式在仿真建模中的實際應用
具體操作方法如下：
在現有的物理接口節點 (例如，“鋰離子電池 (liion)”）上右鍵 -> “添加弱貢獻”
選擇弱貢獻的作用域，并在設置窗口的“弱表達式”中輸入固相擴散弱形式
右鍵“弱貢獻”節點，添加輔助因變量c_s(固相鋰離子濃度），并設置初始值
用類似的方法再添加一個“弱貢獻”來描述顆粒表面的邊界條件，具體設置見官方案例：https://cn.comsol.com/model/battery-electrode-with-a-particle-size-distribution-116471
3. 關鍵提示和注意事項
test( ) 算子至關重要： 務必理解 test(變量名) 代表對應變量的檢驗函數。所有弱形式表達式最終都應包含 test( ) 算子，并且要確保 test( ) 函數的使用符合 COMSOL 的語法和邏輯。
單位一致性： COMSOL 會檢查單位。確保你在弱表達式中使用的所有參數、變量和導數組合起來具有正確的物理單位（通常是能量密度或功率密度，取決于方程）。
幾何和網格： 和其他 COMSOL 模型一樣，你需要先定義幾何，然后生成網格。弱形式是在這個網格的每個單元上進行數值積分計算的。
求解： 定義好弱形式和邊界條件后，像設置普通 COMSOL 模型一樣添加“研究”步驟并進行求解。
驗證： 對于自定義的弱形式，強烈建議通過與解析解（如果存在）、已知的數值基準或 COMSOL 內置的等效物理接口（如果可能）進行比較來驗證你的實現。
總結
通過上述步驟，我們可以清晰地看到弱形式在 COMSOL 仿真中的強大功能和靈活性。它不僅能夠幫助我們解決傳統強形式難以處理的問題，還能為復雜物理場的建模提供更廣闊的自由度。
展開 COMSOL with Matlab創建多孔介質幾何實例（含講解視頻）
01 配置COMSOL with MATLAB 路徑
軟件在安裝的過程中可以配置COMSOL with Matlab。安裝到此路徑時將MATLAB對應的安裝包路徑粘貼進去即可。
圖 1 軟件安裝路徑配置
02 啟動COMSOL with MATLAB
安裝完成后，桌面會顯示COMSOL with Matlab圖標，雙擊圖標，會啟動MATLAB進行調用。
第一次啟動過程中，會輸入用戶名和密碼，并確認密碼；用戶名和密碼可以自己設置；后續啟動就不需要輸入用戶名和密碼。
圖 2 啟動界面
圖 3 MATLAB調用界面
03 創建MATLAB函數腳本
本教程參考文獻：
天樂樹的博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a0a8b5d0101lnwf.html
圖 4 創建模型
圖 5 定義參數
圖 6 創建矩形區域
圖 7 創建隨機圓
圖 8 導出保存comsol文件
04 結果展示
圖 9 參數5mm×2mm，孔隙率0.2
圖 10 參數2mm×2mm，孔隙率0.5
需要源代碼的可以加我QQ：2449972097，有償。
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