非等溫流仿真的案例
Comsol非等溫流仿真地送風(fēng)的新風(fēng)系統(tǒng) ￥3500
</p><p> 此次采用Comsol的非等溫模塊來模擬地面送風(fēng)類型的新風(fēng)系統(tǒng)，在北方戶外-5度環(huán)境下房間內(nèi)的氣流和溫度分布情況。</p><p> </p><p>整體溫度分布和氣流組織情況：</p><p> </p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202101/bf5af3de64684e4585ad6457443921d6.png"></p><p><br></p><p>離地1米的高度截面上，氣流和溫度分布</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202101/00812f72afb3476d8a4dd24d003d3cd9.png"></p><p><br></p><p>在房間內(nèi)人體，從腳到頭頂體感溫度還是均高于15度，軀干區(qū)域溫度可以達(dá)到25度的適宜溫度。</p><p>在衛(wèi)生間區(qū)域供暖較弱，馬桶表面溫度僅10度左右。</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202101/12e2b9e64b394a11877fd4634e85ea1e.png"></p><p><br></p><p>有興趣的可以加我交流模型。</p>
展開 非線性仿真之如何解決接觸仿真收斂問題
接觸剛度也被降低，并且選擇了一個選項，讓求解器在整個非線性求解過程中根據(jù)需要調(diào)整剛度，以改善收斂行為。這次嘗試很快就收斂了，得到了如圖4所示的位移形狀。
圖 4 最終的變形形狀
檢查了接觸穿透情況，以確認(rèn)降低后的接觸剛度沒有導(dǎo)致過度穿透。問題解決了！
事后看來，第一次嘗試時可以通過以下方法實現(xiàn)收斂：
a. 檢查間隙。
b. 緩慢施加載荷。
c. 降低接觸剛度以考慮彈簧的高幾何柔性。
其他改善收斂行為的方法：
實際的現(xiàn)實世界中涉及多個部件接觸的模型并不總是像我們的例子那樣簡單，可能需要其他方法來實現(xiàn)收斂。以下是一些額外的建議：
1）繪制剩余力：牛頓-拉夫森剩余力的高值通常表明導(dǎo)致不收斂的特定接觸對。
2）在接觸區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格：這將使接觸壓力分布在更多的單元上，并增加接觸點的數(shù)量。相對較少的接觸點可能會導(dǎo)致非常高的接觸應(yīng)力，從而導(dǎo)致單元過度變形和收斂困難。對于非線性材料，這尤其成問題。
3）使用基于曲面投影的接觸（又名——在 ANSYS 中檢測方法=來自接觸的節(jié)點投影法向）：這種方法通常會改善接觸壓力和牽引力的分布，特別是當(dāng)配合接觸表面上的網(wǎng)格有很大差異時。它還往往在底層單元中提供更準(zhǔn)確的應(yīng)力解。
4）添加接觸穩(wěn)定阻尼：這是在物體之間存在初始間隙的情況下，可用于消除剛體運動的另一種方法。這為手動將物體移動到接觸狀態(tài)、添加偏移量或使用“調(diào)整至接觸”選項提供了一種替代方法。雖然這些方法有效，但它們會通過有效地偏移接觸檢測點的位置來改變感知到的幾何形狀。另一方面，接觸穩(wěn)定阻尼會抑制部件之間的相對運動，允許部件相對移動并消除間隙。
如果您仿真分析中碰到了接觸仿真計算不收斂問題，可以聯(lián)系討論。
展開 設(shè)計仿真 | 基于Actran的螺旋槳非空化噪聲仿真研究
圖3 聲學(xué)幾何模型及聲學(xué)網(wǎng)格劃分
圖4 聲學(xué)邊界條件及場點布置位置
研究結(jié)論
面聲源對應(yīng)于流場的內(nèi)交界面，體聲源對應(yīng)于流場的中間流域，通過ICFD變換得到面聲源和體聲源的聲源信息，仿真計算結(jié)果與試驗的對比如圖4所示。
圖4 均勻來流下仿真結(jié)果以及和試驗結(jié)果對比
圖4可知場點的試驗和仿真的計算結(jié)果吻合性良好，說明該仿真方法的準(zhǔn)確性。計算結(jié)果顯示在低頻時，體聲源所產(chǎn)生的噪聲占據(jù)主要地位，比面聲源聲壓級大10dB左右。隨著頻率的增大，在2BPF(79.6Hz)后，面聲源的聲壓級開始大于體聲源，并隨后一直處于主導(dǎo)地位。下圖5是不同聲源項作用在不同葉頻下的縱向聲壓云圖?？梢园l(fā)現(xiàn)隨著距離的增加聲壓級逐漸降低。隨著頻率的增大，聲壓級逐漸降低。在1BPF(39.6Hz)時，面聲源的云圖分布特點呈現(xiàn)8字形，且相比于面聲源來說，體聲源對噪聲的貢獻(xiàn)更大，面聲源和體聲源共同作用聲壓云圖也和僅體聲源作用的云圖更接近。當(dāng)頻率在25BPF(990Hz)時，面聲源和體聲源共同作用聲壓云圖和僅面聲源作用的云圖幾乎沒有差別,且聲壓云圖已經(jīng)從聲源向空間各個方向發(fā)散。綜上所述，在低頻時，噪聲主要來自體聲源項的貢獻(xiàn)，隨著頻率的增大，噪聲主要來自面聲源項的貢獻(xiàn)。
該結(jié)果表明，使用Actran與流體結(jié)果的混合方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測螺旋槳的非空化噪聲。
圖5 不同頻率下螺旋槳縱向剖面的聲壓云圖
注：此內(nèi)容來自海克斯康工業(yè)軟件2023年用戶峰會投稿論文：《均勻來流下螺旋槳的非空化噪聲預(yù)報》，作者：徐龍龍、葉栗栗、王獻(xiàn)忠，武漢理工大學(xué)。
展開 【ANSYS官方干貨】5G仿真·非規(guī)則陣列天線仿真新突破
這些特點都給陣列天線的仿真帶來了巨大的困難。
HFSS軟件一直致力于高頻電磁場方面的研發(fā)和應(yīng)用，提供了高效高精度的電磁場算法，得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。其獨特的限大陣列求解技術(shù)，可以快速高效的分析規(guī)則陣列天線問題。在今年發(fā)布的2019R3版本中，新增了對于非規(guī)則陣列求解的新方法—基于3D組件的有限大陣列方法，實現(xiàn)了非規(guī)則陣列天線的快速精確仿真。
本直播將以講解結(jié)合實際操作的方式，介紹HFSS的新功能——基于3D組件的有限大陣仿真方法，微放電的基本機理及流程，以及仿真實例，給出我們在非規(guī)則陣列仿真中有關(guān)問題的解決方案。
主要內(nèi)容綱要如下：
1. HFSS陣列天線仿真方案介紹
2. 3D組件介紹
3. 基于3D組件的有限大陣方法介紹
4. 案例演示
5. 答疑討論
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非線性材料的熱疲勞仿真
模擬非線性材料中疲勞的工程師們常常面臨著兩個挑戰(zhàn)。一是必須用正確的本構(gòu)關(guān)系表征材料的力學(xué)行為，二是使用一個能夠描述壽命控制機制的疲勞模型，應(yīng)對這兩個挑戰(zhàn)需要有全面的材料力學(xué)知識。今天，我們將討論在對非線性材料中的熱疲勞進(jìn)行建模時面臨的這些挑戰(zhàn)。
熱疲勞
我們可以使用 COMSOL 軟件中提供了一系列預(yù)定義的非線性材料模型的
非線性結(jié)構(gòu)材料模塊
，與包含了許多用于不同應(yīng)用的疲勞模型的
疲勞模塊
，來解決包含上述挑戰(zhàn)的一些應(yīng)用的數(shù)值模擬。
當(dāng)溫度變化時，材料會膨脹或收縮。在由幾個不同零件組成的應(yīng)用中，這種熱變形將受到限制，因為各種材料的熱膨脹系數(shù)不同。在存在非線性材料的情況下，這種現(xiàn)象將更具挑戰(zhàn)性。
關(guān)于非線性材料
材料的非線性意味著變形與載荷不成正比。不同材料的非線性可以大致分為可逆的非線性和不可逆的非線性?？赡娴?em>非線性也被稱為彈性非線性，這意味著一旦外部載荷回到起始點，應(yīng)變狀態(tài)就會回到初始狀態(tài)。
表現(xiàn)出不可逆非線性的材料在加載時可以承受永久性的損傷，并且在卸載時不會恢復(fù)到初始狀態(tài)。例如，下圖中的一個具有非線性焊接材料的
表面貼片電阻
受到了熱循環(huán)的影響示例就表現(xiàn)出這種現(xiàn)象。
在熱負(fù)荷周期結(jié)束時，表面貼片電阻的位移。藍(lán)色表示零位移。
材料的非線性是一種蠕變機制，一旦材料受到應(yīng)力場的影響就會發(fā)生變形，即使應(yīng)力場保持不變。由于表面貼片電阻的不同部分的
熱膨脹
是不均勻的(底部的印刷電路板更大，頂部的電阻更小)，因此在熱載荷循環(huán)中，該組件受到了壓力。
一旦熱載荷達(dá)到載荷循環(huán)的終點，并返回到初始溫度，電阻器兩端的焊點就會留下永久變形(蠕變應(yīng)變)。焊點的永久變形會阻止其余部分恢復(fù)到初始狀態(tài)。我們可以在圖中看到這一點，電阻被壓縮并隆起，而印刷電路板被拉長。
展開 用于光柵仿真的非偏振光
光柵仿真中的非偏振光
光柵等光學(xué)設(shè)備對光的偏振很敏感。 因此，在仿真中正確考慮光的偏振非常重要。 在實踐中，光柵有時使用非偏振光作為輸入。 我們展示了如何將這種非偏振光建模為兩個正交偏振態(tài)的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光柵仿真。 提供了示例來說明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的光源設(shè)置
? 光柵分析
– 對于使用傅立葉模態(tài)方法 (FMM / RCWA) 的單光柵分析，使用平面波入射來計算
例如 衍射效率是所研究光柵的固有特性。
? 非偏振平面波
– 考慮沿 z 方向的平面波，可以認(rèn)為非偏振光在統(tǒng)計上可以同時具有任何偏振狀態(tài)。
– 可以將任意偏振態(tài)投影到兩個正交狀態(tài)上； 統(tǒng)計上，非偏振光沿著形成這個正交基礎(chǔ)的兩個狀態(tài)給出了相等的投影。
– 因此，我們可以以非相干的方式使用兩個正交狀態(tài)的平均值來表示非偏振光。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析儀
? 光源偏振態(tài)的手動控制
– 光在 VirtualLab Fusion 中始終以矢量形式表示，用戶可以完全控制光源設(shè)置中的偏振狀態(tài)。
– 遵循基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，使用特定的輸入偏振態(tài)進(jìn)行光柵模擬。。
展開 橡膠靴密封非線性仿真 ￥5
這是一個完美的模擬示例，用牛頓-拉夫森方法來展示幾何形狀、材料和接觸非線性。
橡膠靴形密封件在許多工業(yè)應(yīng)用中用于保護(hù)柔性接頭
在兩個物體之間。在汽車行業(yè)中，橡膠防塵罩密封件持續(xù)覆蓋著
驅(qū)動軸上的速度接頭，用于保護(hù)其免受外部因素（如灰塵）的影響，潮濕、泥濘等環(huán)境。
這些橡膠靴的設(shè)計旨在適應(yīng)這些環(huán)境關(guān)節(jié)的最大可能擺動角度，以及補償軸長變化。這個橡膠靴密封件的例子展示了幾何非線性（大應(yīng)變）以及大變形）、非線性材料行為（橡膠）和狀態(tài)變化
非線性（接觸）
[VirtualLab] 用于光柵仿真的非偏振光
因此，在仿真中正確考慮光的偏振非常重要。 在實踐中，光柵有時使用非偏振光作為輸入。 我們展示了如何將這種非偏振光建模為兩個正交偏振態(tài)的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光柵仿真。 提供了示例來說明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
? 光柵分析
– 對于使用傅立葉模態(tài)方法 (FMM / RCWA) 的單光柵分析，使用平面波入射來計算
例如 衍射效率是所研究光柵的固有特性。
? 非偏振平面波
– 考慮沿 z 方向的平面波，可以認(rèn)為非偏振光在統(tǒng)計上可以同時具有任何偏振狀態(tài)。
– 可以將任意偏振態(tài)投影到兩個正交狀態(tài)上； 統(tǒng)計上，非偏振光沿著形成這個正交基礎(chǔ)的兩個狀態(tài)給出了相等的投影。
– 因此，我們可以以非相干的方式使用兩個正交狀態(tài)的平均值來表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
? 光源偏振態(tài)的手動控制
– 光在 VirtualLab Fusion 中始終以矢量形式表示，用戶可以完全控制光源設(shè)置中的偏振狀態(tài)。
– 遵循基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，使用特定的輸入偏振態(tài)進(jìn)行光柵模擬。。 例如，通過選擇 TE 和 TM 偏振作為兩個正交基態(tài)，我們可以對兩種配置獨立執(zhí)行光柵仿真，然后通過功能區(qū)菜單功能手動平均結(jié)果（如下所述）。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析儀
? 光柵偏振分析儀
– 對于光柵衍射效率計算，VirtualLab Fusion 提供了偏振分析儀，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
– 與光柵階次分析器相比，偏振分析器對入射的偏振態(tài)有額外的控制。
– 偏振分析儀中的偏振設(shè)置獨立于光學(xué)設(shè)置中的光源設(shè)置。
展開 Moldex3D仿真分析之非均勻材質(zhì)塑料
(X, Y, Z) 纖維配向效應(yīng)位移
纖維配向效應(yīng)表示以下兩者情況的變形量差距：(1) 考慮所有因素；(2) 假設(shè)隨機數(shù)纖維配向以排除纖維配向效應(yīng)，結(jié)果和展現(xiàn)非均質(zhì)纖維配向下的材料性質(zhì)差異。
(X, Y, Z) 隨機數(shù)纖維配向效應(yīng)位移
隨機數(shù)纖維配向效應(yīng)不考慮纖維配向的影響，所以假設(shè)各區(qū)纖維配向為隨機數(shù)再計算由頂出到冷卻至室溫的翹曲變形。
凹痕
凹痕為塑件表面出現(xiàn)局部的陷落，其原因為成型中局部的冷卻收縮過大。
凹痕指數(shù) (Shell)
凹痕指數(shù)為Shell表示體縮量值的結(jié)果，為正規(guī)化之無因次值。該量值范圍為0到1，較大量值表示較大的變形程度。
Pi : 當(dāng)前節(jié)點P的第i-th相鄰節(jié)點P; Δhi : Pi 的厚度收縮 ; di : P 與 Pi 的間距。
?凹痕數(shù)值 (Shell)
凹痕指數(shù)是Shell 的翹曲結(jié)果，代表了凹痕實際的收縮量。
最終厚度
最終厚度是當(dāng)塑件完全固化的結(jié)果，其厚度變化受成形過程中的收縮影響。
平坦度
平坦度定義為特定節(jié)點與參考平面的距離，而參考平面可定義為：(1)利用網(wǎng)格元素；(2)利用三個不同的節(jié)點；(3)利用一個平面方程。
非均勻材質(zhì)
含有填料的塑料一般會呈現(xiàn)非均勻材質(zhì)，而含纖材料則與其成型過程改變的纖維配向有關(guān)。
Moldex3D Warp 提供使用者各種模數(shù)結(jié)果來表示其硬度：
?主模數(shù)表示應(yīng)力主軸上纖維配向影響下的應(yīng)力模數(shù)
?平均模數(shù)表示第二應(yīng)力主軸上纖維配向影響下的應(yīng)力模數(shù)
?次模數(shù)表示應(yīng)力次軸上纖維配向影響下的應(yīng)力模數(shù)
?各軸 (X, Y, Z) 次模數(shù)表示應(yīng)力次軸上纖維配向影響下的應(yīng)力模數(shù)
展開 VirtualLab：用于光柵仿真的非偏振光
因此，在仿真中正確考慮光的偏振非常重要。在實踐中，光柵有時使用非偏振光作為輸入。我們展示了如何將這種非偏振光建模為兩個正交偏振態(tài)的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光柵仿真。提供了示例來說明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
? 光柵分析
– 對于使用傅立葉模態(tài)方法 (FMM / RCWA) 的單光柵分析，使用平面波入射來計算
例如 衍射效率是所研究光柵的固有特性。
? 非偏振平面波
– 考慮沿 z 方向的平面波，可以認(rèn)為非偏振光在統(tǒng)計上可以同時具有任何偏振狀態(tài)。
– 可以將任意偏振態(tài)投影到兩個正交狀態(tài)上；統(tǒng)計上，非偏振光沿著形成這個正交基礎(chǔ)的兩個狀態(tài)給出了相等的投影。
– 因此，我們可以以非相干的方式使用兩個正交狀態(tài)的平均值來表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
? 光源偏振態(tài)的手動控制
– 光在 VirtualLab Fusion 中始終以矢量形式表示，用戶可以完全控制光源設(shè)置中的偏振狀態(tài)。
– 遵循基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，使用特定的輸入偏振態(tài)進(jìn)行光柵模擬。。例如，通過選擇 TE 和 TM 偏振作為兩個正交基態(tài)，我們可以對兩種配置獨立執(zhí)行光柵仿真，然后通過功能區(qū)菜單功能手動平均結(jié)果（如下所述）。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析儀
? 光柵偏振分析儀
– 對于光柵衍射效率計算，VirtualLab Fusion 提供了偏振分析儀，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
– 與光柵階次分析器相比，偏振分析器對入射的偏振態(tài)有額外的控制。
– 偏振分析儀中的偏振設(shè)置獨立于光學(xué)設(shè)置中的光源設(shè)置。
展開 極地船舶冰區(qū)結(jié)構(gòu)非線性仿真分析關(guān)鍵技術(shù)
在公司ARC7破冰凝析油船自主研發(fā)設(shè)計方面，通過鉆研理論和實踐，經(jīng)過上百次的仿真計算、數(shù)據(jù)分析對比，貨船所船體室掌握了冰區(qū)結(jié)構(gòu)塑性極限承載力非線性仿真分析、基于變形能法對船與冰山撞擊結(jié)構(gòu)失效仿真分析等非線性仿真關(guān)鍵技術(shù)。
01
冰區(qū)結(jié)構(gòu)塑性極限承載力
非線性仿真分析
在極端冰情下，船體結(jié)構(gòu)將保留一定的塑性變形，目前缺乏極地船舶結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形后的結(jié)構(gòu)強度評估規(guī)范。本技術(shù)采用船體結(jié)構(gòu)鋼材非線性彈塑性和冰載荷作用非線性仿真分析，評估船體結(jié)構(gòu)在極限載荷下的變形及極限承載能力，得出在冰載荷作用下結(jié)構(gòu)超過彈性階段進(jìn)入塑性階段后的船體結(jié)構(gòu)的各重要物理性能指標(biāo)。
冰區(qū)結(jié)構(gòu)塑性極限承載力非線性仿真分析
02
基于變形能法對船與冰山撞擊
結(jié)構(gòu)失效仿真分析
船與冰山碰撞過程中結(jié)構(gòu)損傷仿真
本技術(shù)是通過對船舶多個位置不同方向與冰山動態(tài)碰撞模擬，分析結(jié)構(gòu)變形或損傷、船體構(gòu)件的能量吸收，實時計算碰撞的結(jié)構(gòu)變形或破損位置、應(yīng)力應(yīng)變、安全航速等一系列耐撞性指標(biāo)。以上物理指標(biāo)的為極地船舶艙室布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)，并避免船舶在極地航行過程中與冰山撞擊時發(fā)生破損。
展開 
非線性磁鐵仿真參數(shù)定義
非線性磁鐵仿真參數(shù)定義
在磁場仿真中，對于線性磁鐵的定義比較簡單。輸入剩余磁通密度Br，矯頑力Hc，相對磁導(dǎo)率μr這三個參數(shù)的其中2個即可。在揚聲器使用來說，釹鐵硼磁鐵可以認(rèn)為是線性磁鐵，即退磁曲線線性，相對磁導(dǎo)率μr恒定。 可以自行對照自己使用的磁路仿真軟件來設(shè)置。
對于非線性磁鐵，其退磁曲線非線性，相對磁導(dǎo)率μr不恒定，需要通過退磁曲線來定義。當(dāng)然線性磁鐵也可以通過退磁曲線來定義。對揚聲器來說，非線性磁鐵主要是鐵氧體。
Ansys workbench中定義線性磁鐵，通過矯頑力Hc和剩余磁通密度Br
Ansys workbench中定義非線性磁鐵，通過退磁曲線
Femm中也是可以通過退磁曲線來定義的
更不用說專業(yè)的磁場仿真軟件Ansoft Maxwell之類的軟件了，各種類型的參數(shù)模型輸入均可。
在個人使用過的磁場仿真軟件中，唯有Comsol比較奇葩。只能通過相對磁導(dǎo)率μr，和剩余磁通密度Br來定義磁鐵參數(shù)。 一般會指定一個相對磁導(dǎo)率μr來進(jìn)行計算。
不用退磁曲線來定義非線性磁鐵計算應(yīng)該會有所偏差。 同樣的剩余磁通密度，矯頑力越大，對整個揚聲器的Bl值是略有提升的。
當(dāng)然也有可能是我不熟悉Comsol中的真正用法，歡迎指正。
展開 VirtualLab：用于光柵仿真的非偏振光
因此，在仿真中正確考慮光的偏振非常重要。在實踐中，光柵有時使用非偏振光作為輸入。我們展示了如何將這種非偏振光建模為兩個正交偏振態(tài)的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光柵仿真。提供了示例來說明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
? 光柵分析
– 對于使用傅立葉模態(tài)方法 (FMM / RCWA) 的單光柵分析，使用平面波入射來計算
例如 衍射效率是所研究光柵的固有特性。
? 非偏振平面波
– 考慮沿 z 方向的平面波，可以認(rèn)為非偏振光在統(tǒng)計上可以同時具有任何偏振狀態(tài)。
– 可以將任意偏振態(tài)投影到兩個正交狀態(tài)上；統(tǒng)計上，非偏振光沿著形成這個正交基礎(chǔ)的兩個狀態(tài)給出了相等的投影。
– 因此，我們可以以非相干的方式使用兩個正交狀態(tài)的平均值來表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
? 光源偏振態(tài)的手動控制
– 光在 VirtualLab Fusion 中始終以矢量形式表示，用戶可以完全控制光源設(shè)置中的偏振狀態(tài)。
– 遵循基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，使用特定的輸入偏振態(tài)進(jìn)行光柵模擬。。例如，通過選擇 TE 和 TM 偏振作為兩個正交基態(tài)，我們可以對兩種配置獨立執(zhí)行光柵仿真，然后通過功能區(qū)菜單功能手動平均結(jié)果（如下所述）。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析儀
? 光柵偏振分析儀
– 對于光柵衍射效率計算，VirtualLab Fusion 提供了偏振分析儀，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
– 與光柵階次分析器相比，偏振分析器對入射的偏振態(tài)有額外的控制。
– 偏振分析儀中的偏振設(shè)置獨立于光學(xué)設(shè)置中的光源設(shè)置。
展開 [VirtualLab] 用于光柵仿真的非偏振光–實例討論
因此，在仿真中適當(dāng)考慮光的偏振非常重要。 在實際中，光柵有時會以非偏振光作為輸入。 作為兩個正交偏振態(tài)的平均值，我們?yōu)槟故玖巳绾卧赩irtualLab Fusion中建模這種用于光柵仿真的非偏振光。 為此，我們提供了示例來說明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
?光柵分析
?對于使用傅立葉模態(tài)方法（FMM / RCWA）的單光柵分析，使用平面波入射來計算
例如：作為被研究光柵固有特性的衍射效率。
?非偏振平面波
?考慮到沿z方向的平面波，可以將非偏振光視為同一時間可以處于任何偏振態(tài)。
?任意偏振態(tài)可以沿兩個正交基底投影，并且統(tǒng)計上，非偏振光沿兩個正交基底給出相等的投影。
?因此，我們可以使用兩個正交狀態(tài)的平均值，并以非相干方式表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
?手動控制光源偏振態(tài)
?在VirtualLab Fusion中，光始終以矢量形式表示，并且可以完全控制光源設(shè)置中的偏振態(tài)。
?按照基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，以特定的輸入偏振態(tài)執(zhí)行光柵仿真。 例如，通過選擇TE和TM偏振作為兩個正交基，分別執(zhí)行光柵仿真，然后通過功能區(qū)菜單功能手動平均結(jié)果。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析器
?光柵偏振分析器
?為計算光柵衍射效率，VirtualLab Fusion提供了偏振分析器，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
?偏振分析器，例如：光柵級次分析器對入射的偏振態(tài)具有額外控制。
?偏振分析器中的偏振設(shè)置獨立于光學(xué)裝置中的光源設(shè)置。
展開 GLAD：共焦非穩(wěn)腔模擬仿真
采用球面反射鏡構(gòu)造了一個共焦非穩(wěn)腔，該結(jié)構(gòu)與Siegman和Miller描述的結(jié)構(gòu)一致[1]。該諧振腔的準(zhǔn)直菲涅爾數(shù)和等量菲涅爾數(shù)分別為：
(11.1)
其中，a是孔徑半徑，L為腔長，λ為波長，M是準(zhǔn)直倍率。相應(yīng)的參數(shù)數(shù)值為:L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。帶入后計算得：Nc=2，Neq=0.75。
激光在腔中來回一次后，分布的單位是初始時的兩倍。要開始另一次來回傳輸，單位需要縮放到原來的單位，根據(jù)Siegman和Miller理論，每個來回?fù)p耗大約為44%。
GLAD的計算與該理論相符甚好。
參考文獻(xiàn)
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970).
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