全矢量光場(chǎng)仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
全矢量光場(chǎng)仿真的視頻教程
專業(yè)的CAE前后處理集成系統(tǒng) FastCAE開(kāi)源平臺(tái)發(fā)布會(huì)
可實(shí)現(xiàn)繪制二維曲線、云圖、矢量圖、動(dòng)畫、圖像切割、對(duì)稱、等值面提取、流線等功能。另外，還有VR可視化模塊和幾何數(shù)值耦合運(yùn)動(dòng)模塊等高級(jí)功能。 6、全流程腳本控制 平臺(tái)采用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，核心功能封裝Python接口，模塊間通過(guò)Python調(diào)用，降低耦合，用戶可根據(jù)需要調(diào)用不同粒度的功能接口，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化仿真流程。
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STAR CCM+風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)仿真MRF和Moving mesh的比較
本課程從以上4部分詳細(xì)介紹了離心風(fēng)機(jī)（軸流風(fēng)機(jī)同等設(shè)置方法）的仿真過(guò)程，以及MRF和MOVING MESH兩種方法對(duì)比，可以準(zhǔn)確的得到指定轉(zhuǎn)速（唯一已知邊界）條件下，各個(gè)截面的速度云圖，壓力云圖和速度矢量圖，以及對(duì)應(yīng)的動(dòng)畫。 如有疑問(wèn)和建議請(qǐng)私信我，共同進(jìn)步！
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全矢量光場(chǎng)仿真的實(shí)例教程
偏振與振幅、相位和頻率一樣，是光的基本屬性之一[1]。一般而言，光的偏振指的是電場(chǎng)分量振蕩的方向。我們知道自然光的偏振是隨機(jī)的，當(dāng)自然光通過(guò)偏振器或在某些特定的界面反射就形成了特定方向上的偏振光，比如線偏振光和圓偏振光。偏振不僅在我們的日常生活中有很多應(yīng)用，包括偏振太陽(yáng)鏡，偏振相機(jī)和3D電影等，而且在偏振檢測(cè)和偏振成像等科學(xué)研究方面也得到了廣泛的應(yīng)用。但由于課時(shí)限制等原因，以上內(nèi)容基本是光學(xué)課程介紹的內(nèi)容，相對(duì)比較簡(jiǎn)單和陳舊。光學(xué)的發(fā)展促進(jìn)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(chǔ)、粒子操控、超分辨成像、納米光刻和激光加工等領(lǐng)域具有重要的潛在發(fā)展前景。因此，有必要引入光學(xué)發(fā)展前沿，鼓勵(lì)學(xué)生探索光學(xué)新發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)教研融合。同時(shí)，考慮到知識(shí)的難度，我們需要結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)光學(xué)理論和模型進(jìn)行精確仿真和可視化，從而直觀呈現(xiàn)抽象的物理過(guò)程，提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效率[2]。
本文以矢量偏振光束通過(guò)高數(shù)值孔徑物鏡的衍射為例，基于MATLAB模擬仿真展示偏振態(tài)對(duì)光場(chǎng)傳播過(guò)程和聚焦光場(chǎng)的影響。對(duì)于低數(shù)值孔徑透鏡，只需使用傍軸近似或夫瑯禾費(fèi)近似的標(biāo)量衍射理論。但是，對(duì)于高數(shù)值孔徑透鏡，聚焦光場(chǎng)與偏振狀態(tài)密切相關(guān)，特別是對(duì)于矢量光束，聚焦光場(chǎng)將呈現(xiàn)顯著的偏振特性[3], 此時(shí)就需要使用由RICHARDS B和WOLF E在德拜標(biāo)量衍射積分的基礎(chǔ)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(chǎng)分布，包括振幅、相位和偏振態(tài)等。首先，根據(jù)矢量衍射理論推導(dǎo)了聚焦場(chǎng)分布積分表示；進(jìn)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(chǎng)分布，為學(xué)生提供直觀的可視化結(jié)果。
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全矢量光場(chǎng)仿真的最新內(nèi)容
本專題將以 “一期一會(huì)” 的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計(jì)及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動(dòng)駕駛、汽車、聲學(xué)、航空航天、材料等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，讓復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)觸手可及。
光學(xué)和光子學(xué)的物理定律可用于對(duì)光的傳播進(jìn)行建模。
</strong>作為聚焦硅光芯片、PIC 設(shè)計(jì)與光電子系統(tǒng)仿真的行業(yè)活動(dòng)，本次研討會(huì)將匯聚來(lái)自產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界的專家及資深用戶，圍繞光電芯片與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仿真，分享最新趨勢(shì)洞察與仿真實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。</p><p>作為光子仿真領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)桿，Ansys 提供覆蓋器件、光子集成電路（PIC）到系統(tǒng)級(jí)的完整解決方案，通過(guò)多物理場(chǎng)協(xié)同與組件-系統(tǒng)級(jí)無(wú)縫銜接，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造的全流程優(yōu)化。
寫在前面
仿真、模擬、有限元分析、多物理場(chǎng)……這些術(shù)語(yǔ)是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術(shù)原理和演進(jìn)趨勢(shì)，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。
在 Zemax OpticStudio 的光線追跡過(guò)程中，如果某條光線打到光柵上，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用 Lumerical RCWA 來(lái)求解電磁場(chǎng)響應(yīng)，并返回相應(yīng)數(shù)據(jù)。
該工作流程具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：
1.復(fù)雜的一維/二維光柵建模：借助強(qiáng)大的幾何編輯器，用戶可以輕松構(gòu)建并仿真任意的一維或二維光柵。
2.快速原型設(shè)計(jì)：Lumerical 中的參數(shù)會(huì)暴露給 OpticStudio。
增加 k 矢量的數(shù)量可以提高計(jì)算精度，但代價(jià)是仿真時(shí)間的增加。
隨后，對(duì)每個(gè)區(qū)段的求解結(jié)果進(jìn)行雙向傳播，以計(jì)算整個(gè)器件的 S 矩陣。一旦 S 矩陣計(jì)算完成，即可將入射平面波的光通過(guò)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳播。由于幾何結(jié)構(gòu)的周期性，入射平面波會(huì)被衍射成一組有限數(shù)量的平面波，這些平面波稱為“光柵級(jí)次”。
，無(wú)需多軟件切換，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)到納米級(jí)全尺度無(wú)縫仿真。
（3）Zemax仿真核心流程
系統(tǒng)建模：在Zemax中構(gòu)建序列模式光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)置470–650nm全可見(jiàn)光波段，配置13個(gè)視場(chǎng)覆蓋0、0.3、0.5、0.8倍標(biāo)準(zhǔn)視場(chǎng)；
誤差注入：通過(guò)坐標(biāo)斷點(diǎn)（Coordinate Break）模擬組件位姿誤差，復(fù)現(xiàn)實(shí)際裝配偏差；
靈敏度分析：sweep掃描透鏡組各自由度，提取離焦曲線z?參數(shù)，驗(yàn)證線性度與穩(wěn)定性，如圖6、圖7所示（配圖來(lái)源：原文圖
<span style="color: rgb(14, 88, 188);">本案例依托 OAS 光學(xué)軟件，完成 MLA 投影燈全鏈路建模、光線追跡、性能分析與參數(shù)優(yōu)化，為器件工程化提供精準(zhǔn)仿真依據(jù)。
我們將深入探討如何構(gòu)建一個(gè)貫穿產(chǎn)品全生命周期的可信材料數(shù)字主線，幫助您：</p><p>1. 實(shí)現(xiàn)高效仿真：告別零散、不可靠的材料數(shù)據(jù)。將展示如何利用Ansys Granta強(qiáng)大且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的材料數(shù)據(jù)庫(kù)，為您的仿真分析提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，減少設(shè)計(jì)迭代，加速產(chǎn)品上市。</p><p>2. 確保合規(guī)避險(xiǎn)：法規(guī)風(fēng)險(xiǎn)是企業(yè)不可承受之重。
相應(yīng)地，光柵分析必須使用基于矢量電磁場(chǎng)原理的方法。本課程使用光之?dāng)?shù)字模型平臺(tái)VirtualLab Fusion，介紹如何使用傅里葉模態(tài)法對(duì)光柵進(jìn)行嚴(yán)格精確的仿真。課程涵蓋的光柵示例既有表面型光柵，也有全息型體光柵，例如傾斜光柵、閃耀光柵、用于光學(xué)超透鏡的Nanopillar結(jié)構(gòu)等。此外還會(huì)介紹超表面的設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化和大角度超光柵仿真。該課程無(wú)需軟件基礎(chǔ)。
