光散射分析的案例
Jcmsuite應用：光場遇到納米球的散射與吸收
這個教程的例子模擬光散射到襯底上的球面粒子。粒子被S偏振和p偏振的斜射平面波照射。JCMsuite計算近場解。后處理用于計算吸收和衍射截面，并導出場輪廓。
近場強度(偽色，對數尺度)在兩個截面和三角形網格的幾何結構
計算域定義為xy平面上的一個平行四邊形。在第6行中，選擇了將y軸定義為坐標系的旋轉對稱軸。球體由一個(旋轉的)扇形(23-33行)定義，基片由一個(旋轉的)平行四邊形定義。
密度積分后處理可用于計算吸收截面。 通量積分后處理可用于計算散射截面。 (另外，遠場計算/傅里葉變換后處理也可以用于獲得角相關的散射振幅) 在本例中，Export Fields后處理用于可視化目的。
data_analysis文件夾還包含一個腳本，其中幾何、材料、光源和計算參數可以設置，并在其中執行波長掃描，產生波長依賴的吸收和散射截面計算(包括相應的模板文件layout.jcmt、sources.jcmt、materials.jcmt、project.jcmpt)。 請注意，在這種情況下，JCMsuite是在Daemon模式下使用的，它允許同時執行各種波長的波長掃描。 有了適當的硬件和許可證，所有波長響應可以同時計算，允許快速計算整個參數掃描。
襯底頂部納米球基于波長的吸收和散射
展開 基于ASAP的散射光雙光束干涉仿真
基于ASAP的散射光雙光束干涉仿真
光的干涉是物理光學中最重要的現象之一。本文分析了MIT實驗視頻中的光學原理，提煉了其物理模型。視頻利用邁克爾遜干涉儀進行分振幅產生兩相干光，在接收屏上觀察到等傾圓紋。本文記錄了利用強大的光學設計軟件ASAP對該物理模型進行仿真的過程。
光學原理: 邁克耳孫干涉儀是應用光的干涉原理，測量長度或長度變化的精密的光學儀器，其光路圖如圖。
運行ASAP模擬結果：
ASAP 已持續在光學領域中發展，由代碼來指示光線如何與系統對象交互作用，來模擬其物理現象。仿真和分析的結果非常明了，能夠比現有其它軟件處理更多的光學系統仿真。 ASAP 在工業界廣泛應用于航天工程、生物光學產業、顯示器、反射器、光學測量科技、光通訊產業、照明系統、光導管系統等。
因此，對于光電專業的學生來說，用好 ASAP 不僅能讓我們在未來的課程設計中受益，更深層次的講，當我們畢業走進上述的工作崗位后，這種渴望探索的求知精神無疑是一筆隱形財富。于是抱著這樣的態度去做工程，這就成為我們學習和發展的優勢，比如當我們設計一個光學系統后想要模擬產品效果是否達到要求， 我們便可以利用 ASAP 強大的功能做出仿真， 發現其存在的問題，結合所學解決優化，以達到完善產品的目的。而每完成這樣的一次任務也就完成了一次自我升華，是對知識的沉淀，對經驗的累積，對視野的拓展。
展開 Jcmsuite應用：光場遇到納米球的散射與吸收
這個教程的例子模擬光散射到襯底上的球面粒子。粒子被S偏振和p偏振的斜射平面波照射。JCMsuite計算近場解。后處理用于計算吸收和衍射截面，并導出場輪廓。
近場強度(偽色，對數尺度)在兩個截面和三角形網格的幾何結構
計算域定義為xy平面上的一個平行四邊形。在第6行中，選擇了將y軸定義為坐標系的旋轉對稱軸。球體由一個(旋轉的)扇形(23-33行)定義，基片由一個(旋轉的)平行四邊形定義。
密度積分后處理可用于計算吸收截面。通量積分后處理可用于計算散射截面。(另外，遠場計算/傅里葉變換后處理也可以用于獲得角相關的散射振幅) 在本例中，Export Fields后處理用于可視化目的。
data_analysis文件夾還包含一個腳本，其中幾何、材料、光源和計算參數可以設置，并在其中執行波長掃描，產生波長依賴的吸收和散射截面計算(包括相應的模板文件layout.jcmt、sources.jcmt、materials.jcmt、project.jcmpt)。請注意，在這種情況下，JCMsuite是在Daemon模式下使用的，它允許同時執行各種波長的波長掃描。有了適當的硬件和許可證，所有波長響應可以同時計算，允許快速計算整個參數掃描。
襯底頂部納米球基于波長的吸收和散射
展開 Jcmsuite應用：光場遇到納米球的散射與吸收
這個教程的例子模擬光散射到襯底上的球面粒子。粒子被S偏振和p偏振的斜射平面波照射。JCMsuite計算近場解。后處理用于計算吸收和衍射截面，并導出場輪廓。
近場強度(偽色，對數尺度)在兩個截面和三角形網格的幾何結構
計算域定義為xy平面上的一個平行四邊形。在第6行中，選擇了將y軸定義為坐標系的旋轉對稱軸。球體由一個(旋轉的)扇形(23-33行)定義，基片由一個(旋轉的)平行四邊形定義。
密度積分后處理可用于計算吸收截面。通量積分后處理可用于計算散射截面。(另外，遠場計算/傅里葉變換后處理也可以用于獲得角相關的散射振幅) 在本例中，Export Fields后處理用于可視化目的。
data_analysis文件夾還包含一個腳本，其中幾何、材料、光源和計算參數可以設置，并在其中執行波長掃描，產生波長依賴的吸收和散射截面計算(包括相應的模板文件layout.jcmt、sources.jcmt、materials.jcmt、project.jcmpt)。請注意，在這種情況下，JCMsuite是在Daemon模式下使用的，它允許同時執行各種波長的波長掃描。有了適當的硬件和許可證，所有波長響應可以同時計算，允許快速計算整個參數掃描。
襯底頂部納米球基于波長的吸收和散射
掃一掃，關注常熟黌論教育，了解更多培訓信息！
展開 
036 – FDTD納米線的光散射（僅模型文件，免費）
036 – FDTD納米線的光散射（僅模型文件，免費）
基本介紹：
主要內容：本案例通過matlab解析和FDTD模擬分別計算了半徑100 nm的納米線對TM光的散射截面，兩者完全吻合；
基于Lumerical FDTD Solution求解，使用的軟件版本為Lumerical 2020 R2；
計算所需的內存：1 GB；
涉及的內容：2D-FDTD、場監視器、cross-section分析組、matlab編程 等；
繪制了：散射截面隨波長的關系、電場分布；
本案例僅包含模型文件，但有一個文字版的建模過程詳解。此案例不附帶答疑指導。
包含的文件截圖：
詳細描述：
如上圖所示，用TM偏振的平面光照射一根無限長的介質納米線，納米線的半徑為100 nm，折射率為2。本案例用FDTD模擬了400 ~ 800 nm波長范圍內的光散射截面以及電場分布，并將結果與matlab解析計算的散射截面相比較。
計算的內容和結果：
1、散射截面。
展開 基于Lumerical fdtd的異型納米空心球散射光場仿真
圖5 散射光場繪制腳本以及提取的散射場
接著，提取掃描所有球體的仿真結果，形成散射效率曲線。
圖6 散射曲線繪制腳本以及最終繪制的散射曲線
總結
本設計基于FDTD腳本完成了微型球體聚合的空心球殼nanojet的全流程建模，散射光場效果與預期貼近，且散射效率曲線表明不同球殼半徑在不同波長下存在固定差異，實現了較為完善的模擬研究。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
037 – COMSOL納米線的光散射（僅模型文件，免費）
037 – COMSOL納米線的光散射（僅模型文件，免費）
基本介紹：
主要內容：本案例通過matlab解析和COMSOL模擬分別計算了半徑100 nm的納米線對TM光的散射截面，兩者完全吻合；
基于COMSOL頻域求解，使用的軟件版本為COMSOL 5.4 (5.4.0.225)；
計算所需的內存：4 GB；
涉及的內容：自定義方程、組件耦合-積分 等；
繪制了：散射截面隨波長的關系、電場分布；
本案例僅包含模型文件，但有一個文字版的建模過程詳解。本案例不附帶答疑指導。
包含的文件截圖：
詳細描述：
如上圖所示，用TM偏振的平面光照射一根無限長的介質納米線，納米線的半徑為100 nm，折射率為2。本案例用COMSOL模擬了400 ~ 800 nm波長范圍內的光散射截面以及電場分布，并將結果與matlab解析計算的散射截面相比較。
計算的內容和結果：
1、散射截面。左：COMSOL模擬的結果，右：用matlab解析計算出來的結果 ??
2、COMSOL模擬的400nm處的電場分布 ??
免費案例，模型文件請從附件中下載：
037-COMSOL納米線的散射（僅模型文件）.zip
文字版建模過程詳解：
1. 雙擊圖標打開COMSOL軟件，然后按照模型向導新建一個工程文件，即：模型向導→二維→電磁波，頻域→波長域→完成，如下圖
2. 在“幾何1”的設置中將長度單位改為nm，方便待會兒修改數值
3. 右擊“幾何1”，增加一個圓，將其半徑改為100nm
4.
展開 電磁散射（RCS）分析解決方案
目標的雷達散射截面（RCS）是評判目標電磁隱身特性的一個重要指標，快速精確的目標RCS分析對于隱身設計人員具有重要的指導意義，尤其是飛機、導彈、艦船等的雷達目標特性分析引起了世界各國的高度重視。飛機、導彈、艦船等軍用目標，它們的電尺寸往往非常巨大，因此分析其電磁散射特性對一般軟件是一個巨大的挑戰。
針對不同類型RCS的解決方案
待分析RCS問題的電尺寸和模型復雜度不同，FEKO提供的處理方法也有所不同，這樣做的好處是在精度、速度之間取得最佳折衷。對于電大尺寸和超電大尺寸的金屬、介質或金屬/介質混合等目標體，在硬件資源滿足要求的情況下，首選MLFMM和FEM/MLFMM方法來精確求解。
電小尺寸目標的RCS分析
對于電小尺寸目標的RCS分析，FEKO采用嚴格的求解方法——矩量法，可以進行最精確的分析，也可以采用有限元FEM法和MoM/FEM混合法。圖2.1、圖2.2是業界公認的金屬體RCS的Benchmark，分別給出了金屬球和黃銅帶的RCS分析結果，從圖中我們可以看出FEKO分析結果與精確解完全一致。因此對于電小尺寸的目標RCS，FEKO可以獲得非常精確的結果。
電大尺寸目標的RCS分析
對于電大尺度目標體的RCS分析，FEKO提供了兩種可選的方法：
a）首選MoM和MLFMM方法：耗費計算資源，但是能得到精確結果。
b）選擇高頻PO和RL-GO算法：計算快速、占用計算資源小，在某些角度、對于細節變化劇烈的模型精度欠佳。
展開 粗糙海面電磁散射的數值分析
摘要本文介紹了基于譜的粗糙面Ｍｃ模擬方法和表征粗糙面的統計參量，概述了處理粗糙面電磁散射問題的三種近似方法：基爾霍夫法、微擾法和雙尺度法。討論了基于矩量法的粗糙面電磁散射數值方法：前后向迭代和小波矩量法。首先分別計算了基于ＰＭ譜和Ｇａｕｓｓ譜粗糙海面的前后向迭代電磁散射解。然后，分別用直接小波展開和小波變換的日樣條小波Ｇａｌｅｒｋｉｎ矩量法，計算了基于Ｇａｕｓｓ譜Ｍｃ模擬的粗糙面上的后向電磁散射，并將來自Ｇａｕｓｓ譜粗糙面的ＦＢＭ解和ＷＭＯＭ解分別與有關文獻作了比較，結果和文獻吻合的很好。同時比較了Ｂ樣條基和Ｈａａｒ小波基的伽略金矩量解，它們的值也吻合的很好。本文最后研究了后向雜波對方位角和風速的依賴關系。同時用修正的雙尺度法研究了Ｋｕ波段、基于Ｆｕｎｇ譜的二維時變動態粗糙海面的后向電磁散射，獲得了海雜波的時序信號，估計Ｒａｙｌｅｉｇｈ、Ｌｏｇｎｏｒｍａｌ和Ｗｅｉｂｕｌｌ三種典型統計分布模型的參數，得到了后向雜波系數的最佳統計分布模型。
粗糙海面電磁散射的數值分析.pdf
展開 【資料】基于聲學有限元FEM Acoustics的聲學散射分析方法
基于聲學有限元FEM Acoustics的聲學散射分析方法
- 聲學有限元計算快，支持直接聲振耦合，所以可計算更高頻率和精確考慮局部阻尼效應等
- 但LMS Virtual.Lab聲學有限元不支持直接散射場計算，那在FEM模塊如何獲得純散射聲場（Scattering Field Only）？
來自西門子工業軟件（北京）有限公司 詹福良博士的資料。
PDF文檔下載：
基于聲學有限元FEM Acoustics的聲學散射.pdf
ANSYS SPEOS眩光分析 | 光不僅要亮，更要亮得有意義！
眩光模擬分析過程中，正式模擬前對搭建的模型進行提前預覽，這樣可提前了解模擬模型是否正確設置。比如光源的光色輸入是否符合要求，探測器的大小是否與模型相匹配等，也可預覽光環境的眩光效果，這樣可以縮短仿真分析時間，提高分析效率。
ANSYS SPEOS解決方案
1）汽車內部眩光分析
汽車行駛安全一直是我們重點關注的問題，對汽車內飾視覺環境下的眩光要求也越來越苛刻。駕駛員感受的眩光主要來源于：陽光直射、屏幕上的倒影、日間倒影、夜間倒影等。
ANSYS SPEOS可模擬汽車內部整體照明布局，分析前擋、側窗、內飾儀表燈光等可視范圍內的不舒適光環境，對整體駕艙環境進行浸入式可視化評估，通過更換飾件材料和調整照明燈具位置等方法消除或減弱眩光。
2）飛機內部眩光分析
飛行員在空中作業過程中，會受到外界環境光造成的直射眩光干擾，以及擋風玻璃產生的反射眩光干擾。在飛機駕駛艙內有很多照明燈具，包括控制面板模塊、顯示屏等主動發光器件，這些器件不合理的亮度和對比度都會對駕駛員造成干擾。
ANSYS SPEOS采用虛擬模型對飛機駕駛艙內部光環境進行模擬，還原眩光現象，對眩光形成的光路進行分析評估，優化照明燈具位置或調整控制面板中發光器件的發光強度，從而優化眩光現象。
3）軌道交通內部眩光分析
軌道交通高鐵、地鐵行駛速度特別快，因此，駕駛安全得到極大的重視。在駕駛艙設計中，影響駕駛視覺效果的因素都會進行考慮分析，比如駕駛室窗戶，控制面板，照明設備，以及駕駛員的操縱位置等。影響駕駛員安全駕駛的眩光類型主要包括直射眩光和反射眩光。
展開 
光波導耦合分析分析
光波導耦合分析
從集成光學到現代顯示技術，在如今各種應用中光波導結構起著重要作用。因此，所有基于光波導的應用中，將光耦合出或耦合入光波導是關注的問題。這些任務通常用衍射光柵實現，因為它們可以使用現代制造技術與光波導集成。在VirtualLab Fusion中，可以使用傅立葉模態法（FMM）嚴格計算耦合效率。例如，我們分析了幾個選定的傾斜光柵，模擬結果與文獻中的結果吻合地很好。 從文獻中選擇不同傾斜光柵幾何結構，具有不同傾斜角度、填充因子和調制深度。，用傅立葉模態法（FMM）計算衍射效率。
用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器
我們提供了一種自定義的探測器，可以在用戶定義的入射角范圍內計算光柵衍射效率，并給出效率的平均值和對比度。 了解更多信息，請發送郵件至：support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 [NEWSLETTER] 光波導耦合分析
因此，所有基于光波導的應用中，將光耦合出或耦合入光波導是關注的問題。這些任務通常用衍射光柵實現，因為它們可以使用現代制造技術與光波導集成。在VirtualLab Fusion中，可以使用傅立葉模態法（FMM）嚴格計算耦合效率。例如，我們分析了幾個選定的傾斜光柵，模擬結果與文獻中的結果吻合地很好。
從文獻中選擇不同傾斜光柵幾何結構，具有不同傾斜角度、填充因子和調制深度。，用傅立葉模態法（FMM）計算衍射效率。
用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器
我們提供了一種自定義的探測器，可以在用戶定義的入射角范圍內計算光柵衍射效率，并給出效率的平均值和對比度。
展開 光波導耦合分析
因此，所有基于光波導的應用中，將光耦合出或耦合入光波導是關注的問題。這些任務通常用衍射光柵實現，因為它們可以使用現代制造技術與光波導集成。在VirtualLab Fusion中，可以使用傅立葉模態法（FMM）嚴格計算耦合效率。例如，我們分析了幾個選定的傾斜光柵，模擬結果與文獻中的結果吻合地很好。
我們提供了一種自定義的探測器，可以在用戶定義的入射角范圍內計算光柵衍射效率，并給出效率的平均值和對比度。
大型綜合巡天望遠鏡LSST光學系統的性能分析
雜散&散射光分析
在FRED軟件包（Photon Engineering，LLC）中使用非序列光線追跡模型可以完成LSST散射光分析。LSST散射光模型包含了所有光學元件以及結構元件，表現為圓頂（1），望遠鏡裝置（2），和相機組件（3）。每個光學表面賦予微表面粗糙規格及顆粒清潔度，非光學表面賦予Z306 Aeroglaze（涂黑處理）。
關鍵面的分析是從2個視角分析照明模型元件：1）從探測器，2）從圓頂外部。在前一種情況下，從探測器的角度來看，關鍵面可以由這些可見元件的主鏡 (藍色)，次鏡(綠色)和第二次鏡(紫色)來確定。在后一種情況中，通過圓頂開口（紅色）照明的任何表面可以標記為關鍵表面。由兩個光線追跡共用的模型元件歸類為一階散射表面。根據目前的設計，在LSST中超過300個這樣的表面存在。在全視場上的綜合影響是點源透射比的函數，其中最重要的面可以識別出來。減輕這些表面的影響是目前設計的重點。
紅色是直射光 藍色是（主鏡）的反射光 綠色是次鏡的反射光 紫色是三級鏡的反射光
直射：相機，相機內部，圓頂底面，圓頂壁，方位組件，PM-TM交界面
從第二次鏡：相機外殼，次鏡擋板葉片，次鏡三腳架
從次鏡：PM單元，方位組件，PM-TM交界面
從主鏡：PM單元，主擋板，擋風玻璃板，圓頂內部
為了清楚，圓頂壁和望遠鏡結構已經隱藏
鬼像分析
屈光元件的二次反射會產生不想要的鬼像。我們已經分析了在LSST光學系統中兩表面鬼像的所有組合。在每個透鏡表面鍍上抗反射涂層，快速f/1.23 LSST光束在鬼像中產生非常低的表面亮度。
展開 