光束傳輸仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
光束傳輸仿真的視頻教程
ANSYS高頻電磁仿真中仿真傳輸線特征阻抗的三種方法
ANSYS高頻電磁仿真中仿真傳輸線特性阻抗的三種方法： 1、傳統的driver terminal+插值法寬帶掃描； 2、Q2D提取傳輸線結構的橫截面； 3、HFSS transient，使用瞬態求解器的TDR功能
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光束傳輸仿真的實例教程
文件：Launching light into a single-mode fiber .fpw
研究非理想的入射條件下，單模光纖內多光束的傳輸特性。設定入射光為高斯型（不完全匹配光纖的導波模式），離軸入射，并具有一定的入射角。根據以上計算的光纖模式，用戶還需計算入射效率，采用多個光束傳輸，即可分析光纖內的傳輸特性。
圖1為yz平面的場振幅分布，可觀察到入射光如何進入包層的過程。
圖2為入射效率與初始光束半徑的函數關系。
來自武漢墨光微信公眾號
研究非理想的入射條件下，單模光纖內多光束的傳輸特性。設定入射光為高斯型（不完全匹配光纖的導波模式），離軸入射，并具有一定的入射角。根據以上計算的光纖模式，用戶還需計算入射效率，采用多個光束傳輸，即可分析光纖內的傳輸特性。
圖1為yz平面的場振幅分布，可觀察到入射光如何進入包層的過程。
圖2為入射效率與初始光束半徑的函數關系。
該范例數值模擬光束的傳輸。結論表明，影響增益分布，雖然通常不嚴重，但已發生諧振模式耦合。
圖形如下：
圖1為功率與光束半徑隨時間的變化。在每次往返后自動存儲相應數據。（運行其它圖形還需先獲得該圖形）
圖2為脈沖產生后，釹離子激發的空間分布。
圖3為脈沖產生過程中，光束分布的變化。
若用戶設置變量L_air（晶體與端面反射鏡）達25mm，（取代20mm，或30mm），諧振模式耦合占主導，嚴重改變輸出結果，影響增益分布。
了解更多說明，詳見網頁版：http://www.rp-photonics.com/fiberpower_qs_yag_bp.html.
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展開 光學的發展促進了新型偏振光的提出，比如矢量光束。矢量光束由于其在垂直于光傳播方向的橫截面具有非均一性的偏振分布，在量子存儲、粒子操控、超分辨成像、納米光刻和激光加工等領域具有重要的潛在發展前景。因此，有必要引入光學發展前沿，鼓勵學生探索光學新發展，培養創新思維，從而激發他們的學習興趣，促進教研融合。同時，考慮到知識的難度，我們需要結合虛擬仿真實驗對光學理論和模型進行精確仿真和可視化，從而直觀呈現抽象的物理過程，提高教學效果和學習效率[2]。
本文以矢量偏振光束通過高數值孔徑物鏡的衍射為例，基于MATLAB模擬仿真展示偏振態對光場傳播過程和聚焦光場的影響。對于低數值孔徑透鏡，只需使用傍軸近似或夫瑯禾費近似的標量衍射理論。但是，對于高數值孔徑透鏡，聚焦光場與偏振狀態密切相關，特別是對于矢量光束，聚焦光場將呈現顯著的偏振特性[3], 此時就需要使用由RICHARDS B和WOLF E在德拜標量衍射積分的基礎上建立的矢量衍射理論[4,5]。借助矢量衍射理論，可以精確描述矢量光束的衍射光場分布，包括振幅、相位和偏振態等。首先，根據矢量衍射理論推導了聚焦場分布積分表示；進一步借助MATLAB仿真給出了矢量偏振光束入射情況下的聚焦光場分布，為學生提供直觀的可視化結果。最后，通過與常見的線偏振光和圓偏振光對比，對矢量偏振光束聚焦場分布進行了分析和總結，有助于學生對偏振影響的整體理解和掌握。
1 矢量偏振光束
偏振光束根據空間分布可分為均勻偏振光和非均勻偏振光[6,7]，線偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光都是常見的均勻偏振光。非均勻偏振光在不同空間位置的偏振態不同，矢量光束屬于非均勻偏振光。振幅和偏振態在光束橫截面上以光軸為對稱軸，分布沿徑向方向有一定夾角φ0的矢量光束，稱為軸對稱矢量光束,如圖1(a)所示。
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熱管作為一種高效的傳熱元件，其工作原理基于熱傳導和相變過程。它通常由管殼、吸液芯和端蓋組成，內部充注適量的工作液體。在不消耗外部能源的情況下快速傳遞熱量。熱管因其高效的熱傳導性能，被廣泛應用于各種需要有效散熱的領域，如航空航天器的熱控、電子設備的冷卻等。
盡管熱管在實際應用中已經展現出了其優越的性能，但在設計和優化過程中仍然面臨諸多挑戰。實驗測試雖然能夠提供真實的數據，但往往成本高昂且周期長。
<p>熱管作為一種高效的傳熱元件，其工作原理基于熱傳導和相變過程。它通常由管殼、吸液芯和端蓋組成，內部充注適量的工作液體。在不消耗外部能源的情況下快速傳遞熱量。熱管因其高效的熱傳導性能，被廣泛應用于各種需要有效散熱的領域，如航空航天器的熱控、電子設備的冷卻等。</p><p>盡管熱管在實際應用中已經展現出了其優越的性能，但在設計和優化過程中仍然面臨諸多挑戰。實驗測試雖然能夠提供真實的數據，但往往成本高昂且周期長
摘 要
偏振是光的基本屬性之一，也是光學課程教學中的重點內容。但由于課時限制等原因，光學課程對于光的偏振介紹比較簡單，內容也局限于老舊內容。隨著光學的發展，矢量偏振光束由于其獨特的特性已經被廣泛的研究和應用，因此，在光學課程中引入偏振發展的前沿知識，有助于學生探索新的光學發展領域，從而激發他們的學習興趣，為推動教研融合作出積極貢獻。本文以矢量偏振光束通過高數值孔徑物鏡的衍射為例，基于矢量衍射理論和
<p>本案例模擬了血液血小板顆粒在無序通道內的傳輸運動過程，模擬結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202203/imgs/200f7598c2594d719f3676c6a777ed97.gif" alt="Untitled.gif"></p><p>感興趣的朋友可下載模型，歡迎交流</p><p><br></p>
本案例基于COMSOL軟件仿真了光線通過全內反射在彎曲光導管中傳輸，其中還研究了管的形狀對透光率的影響。仿真結果如圖：
感興趣的朋友，歡迎交流
本文根據《激光原理》-周炳琨這本書中的厄米特高斯光公式，在comsol中仿真了高階厄米特高斯光。
所用comsol版本為5.6版，模塊為波束包絡。
復現結果如下圖
其中TEM20厄米特高斯光的傳播動態圖如下圖所示
