電磁波調(diào)制
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
電磁波調(diào)制的視頻教程
方波激勵(lì)電磁感應(yīng)加熱
方波激勵(lì)信號(hào)添加 2. 銅損耗、鐵損、渦流損耗設(shè)置 3. 電磁熱源與溫度場(chǎng)設(shè)置 4. 求解器設(shè)置 5. 電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)后處理查看
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電磁波調(diào)制的實(shí)例教程
關(guān)鍵詞：微結(jié)構(gòu)器件；禁帶效應(yīng)；等離子體缺陷；開(kāi)關(guān)調(diào)控；電磁波調(diào)制
光子晶體是一種介電常數(shù)呈周期變化的材料，通常通過(guò)調(diào)節(jié)介質(zhì)材料與空氣或其他具有折射率差異材料間的周期排列結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電磁波透射率在特定頻段下出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，在當(dāng)前的電磁調(diào)制器件開(kāi)發(fā)中有著極為廣闊的應(yīng)用前景。但受限于光子晶體器件調(diào)制功能較為單一、調(diào)制靈活性較低這一問(wèn)題，本文通過(guò)在現(xiàn)有光子晶體中設(shè)置等離子體二維點(diǎn)缺陷，利用禁帶缺陷態(tài)效應(yīng)，顯著提高了電磁調(diào)制器件的調(diào)制效率和靈活性，對(duì)于高效電磁調(diào)制器件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與有限元仿真具有一定借鑒意義。
本文主要從點(diǎn)缺陷和設(shè)置及電磁調(diào)制響應(yīng)Comsol仿真仿真展開(kāi)，基于禁帶缺陷態(tài)調(diào)制理論，本文選擇三角形晶格結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，選用氧化鋁為纖維棒作為微結(jié)構(gòu)介質(zhì)材料進(jìn)行二維建模，氧化鋁纖維折射率為3.08，直徑為6mm，周圍環(huán)境為空氣，折射率為1。為設(shè)置二維點(diǎn)缺陷，在中間設(shè)置基于SiO2前提的等離子體缺陷，等離子體折射率為0.97，建模如圖1所示。
圖1（a）無(wú)點(diǎn)缺陷光子晶體結(jié)構(gòu)建模；（b）設(shè)置等離子體二維點(diǎn)缺陷結(jié)構(gòu)建模
基于上述模型建立，對(duì)于此二維結(jié)構(gòu)仿真，波源采用端口激勵(lì)，波沿Y軸傳播TE模式，電場(chǎng)沿著Z軸振動(dòng)。為了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確，對(duì)于此模型中的TM波，沿X軸的兩個(gè)邊界處設(shè)為完美磁導(dǎo)體，可以用來(lái)模擬Ｘ軸方向上無(wú)限多層。
通過(guò)物理場(chǎng)控制網(wǎng)格劃分后，對(duì)于原始二維光子晶體結(jié)構(gòu)在6 GHz~16.2 GHz下進(jìn)行電磁仿真，仿真結(jié)果如圖2所示。仿真結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)在8~10 GHz和15.2~16 GHz下展現(xiàn)出兩個(gè)近零透過(guò)率的禁帶頻段，實(shí)現(xiàn)了較好的電磁調(diào)制。并由禁帶頻率9 GHz下電場(chǎng)分布解析可知，禁帶頻段下，特定波長(zhǎng)電磁波無(wú)法透過(guò)該光子晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而展現(xiàn)出極低透射率。
展開(kāi) 論文重點(diǎn)：通過(guò)給石墨烯施加不同的電壓，實(shí)現(xiàn)了電磁波從正折射到負(fù)折射的轉(zhuǎn)變。
模型介紹：
作者在雙曲材料MoO3上一半?yún)^(qū)域覆蓋上石墨烯。然后在沒(méi)有覆蓋石墨烯的MoO3上面放上一個(gè)金納米棒，讓平面電磁波激發(fā)出金納米棒的偶極共振，偶極共振在雙曲材料上傳播，其波前為雙曲線，表明波是發(fā)散的。但是當(dāng)波穿越同上一定電壓的石墨烯后，波前變?yōu)闄E圓，表面波匯聚了。作者將石墨烯費(fèi)米能級(jí)EF從0加到0.66eV，實(shí)驗(yàn)上和仿真上都觀測(cè)到了波從發(fā)散到匯聚的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象的本質(zhì)是波的傳播從正折射轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)折射了，實(shí)現(xiàn)了正負(fù)折射的可調(diào)可控轉(zhuǎn)變。
下面是使用comsol繪制的動(dòng)態(tài)圖
下面是我對(duì)正文圖片中仿真結(jié)果的復(fù)現(xiàn)
圖2
圖3
最后是付費(fèi)內(nèi)容，包含上面展示的所有復(fù)現(xiàn)結(jié)果，即論文圖2cd,圖3d的復(fù)現(xiàn)，如下。
展開(kāi) 不同光波與微波速度失配百分比下，行波調(diào)制器調(diào)制強(qiáng)度與微波頻率的關(guān)系
不同特性阻抗和微波損耗下的調(diào)制頻率響應(yīng)
在參考文獻(xiàn)3中，研究了不同特性阻抗和微波損耗的調(diào)制頻率響應(yīng)；我們通過(guò)使用我們的行波電極進(jìn)行仿真，將電極特性阻抗作為參數(shù)，復(fù)現(xiàn)了這些結(jié)果。以下圖表顯示了仿真結(jié)果，圖中標(biāo)明了所有參數(shù)。
不同特性阻抗和微波損耗的調(diào)制頻率響應(yīng)
不同相移長(zhǎng)度的調(diào)制頻率響應(yīng)
在參考文獻(xiàn)4中，研究了針對(duì)不同相移長(zhǎng)度的多種調(diào)制頻率響應(yīng)。下圖是我們使用行波電極單元在仿真中重現(xiàn)的結(jié)果。兩次測(cè)量中相移器的長(zhǎng)度分別為1mm和2mm，調(diào)制器的偏置電壓分別為0V和-3V。
不同相移長(zhǎng)度的調(diào)制頻率響應(yīng)
不同終端阻抗的調(diào)制頻率響應(yīng)
在參考文獻(xiàn)5中，進(jìn)行了兩項(xiàng)測(cè)量。一項(xiàng)是以終端電阻為參數(shù)的頻率響應(yīng)測(cè)量，另一項(xiàng)是歸一化平均電壓的測(cè)量。下圖顯示了測(cè)量結(jié)果，并標(biāo)注了所有參數(shù)。
不同終端阻抗的調(diào)制頻率響應(yīng)
4納米和8納米調(diào)制器的調(diào)制頻率響應(yīng)
利用參考文獻(xiàn)3中的模型，可通過(guò)下圖預(yù)測(cè)帶寬分別為4nm和8nm的調(diào)制器的調(diào)制強(qiáng)度。在我們重現(xiàn)的該圖中，藍(lán)色和綠色曲線分別測(cè)量4nm和8nm調(diào)制器的帶寬。
所有使用行波電極元件的仿真結(jié)果都與已發(fā)表的文獻(xiàn)結(jié)果吻合良好，這證明了該元件的準(zhǔn)確性。更多信息請(qǐng)參見(jiàn)下文應(yīng)用示例：系統(tǒng)建模說(shuō)明與結(jié)果。
系統(tǒng)建模說(shuō)明
在這一部分，提供了兩個(gè)行波調(diào)制器的系統(tǒng)建模說(shuō)明，并討論了仿真結(jié)果。
為了說(shuō)明行波調(diào)制器的原理，我們構(gòu)建了兩個(gè)仿真系統(tǒng)：其中一個(gè)調(diào)制器由外部行波電極驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)調(diào)制器則由常規(guī)電信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)，但內(nèi)置了行波電極。
在文件TWM_waveguide_electrodes.icp中，光學(xué)調(diào)制器由NRZ電信號(hào)驅(qū)動(dòng)，該電信號(hào)通過(guò)行波電極波導(dǎo)。光學(xué)調(diào)制器電極類型設(shè)置為"lumped"。行波電極波導(dǎo)對(duì)電信號(hào)產(chǎn)生濾波效果。
展開(kāi) 產(chǎn)品描述:
MS4932是一款三相正弦波無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)或永磁同步電機(jī)(PMSM)控制器。該芯片對(duì)霍爾感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行處理，控制器可以通過(guò)開(kāi)關(guān)三相轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn) PWM 交換。MS4932/MS4932N 有兩種 PWM 模式：正弦波模式和方波模式。該芯片具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)以及過(guò)溫保護(hù)，用來(lái)保護(hù)芯片及馬達(dá)不會(huì)受到損壞。
基于TO效應(yīng)的直流偏置控制在TFLN調(diào)制器中也得到廣泛應(yīng)用。然而，由于鈮酸鋰材料的TO系數(shù)較低，驅(qū)動(dòng)TO電極的能量消耗相對(duì)較高（≈100mW）。為克服這一挑戰(zhàn)，研究人員引入了異質(zhì)集成方案：先利用硅波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)高效的TO調(diào)諧，再將光耦合至TFLN波導(dǎo)進(jìn)行高速調(diào)制。此方案需采用額外的制造技術(shù)。另一種方案是采用帶有熱隔離溝槽的加熱器以降低功耗，但代價(jià)是調(diào)諧響應(yīng)時(shí)間從微秒級(jí)大幅延長(zhǎng)至毫秒級(jí)。此外，這種獨(dú)立的直流調(diào)諧需要為直流電極額外設(shè)置一段波導(dǎo)，從而導(dǎo)致器件總長(zhǎng)度增加。
本文提出并驗(yàn)證了一種基于電光（EO）的偏置調(diào)諧解決方案，該方案在行波調(diào)制電極內(nèi)嵌入直流偏置電極，有助于TFLN調(diào)制器實(shí)現(xiàn)更緊湊、低功耗和快速的直流偏置控制功能。所提出的調(diào)制器采用由SiO?層絕緣的分層電極結(jié)構(gòu)，同時(shí)形成直流偏置電極和微波調(diào)制電極。該設(shè)計(jì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了直流電極的純電容負(fù)載與行波電極的標(biāo)準(zhǔn)50Ω終端匹配，可在近乎零功耗且不影響調(diào)制性能的前提下獲得理想偏置條件。實(shí)測(cè)半波電壓長(zhǎng)度積(VπL)低至2.3V·cm，帶寬超過(guò)67GHz。成功實(shí)現(xiàn)高達(dá)128GBaud的高速數(shù)據(jù)傳輸。我們還證明，通過(guò)施加不同的直流偏置，可相應(yīng)調(diào)節(jié)微波調(diào)制電極產(chǎn)生的電光響應(yīng)和誤碼率（BER），這證明了本器件的偏置控制能力。
2.器件設(shè)計(jì)與制造
如上所述，有多種方法可將TFLN MZM偏置至所需工作點(diǎn)。如圖1a所示，可在MZM中采用獨(dú)立的TO或EO移相器實(shí)現(xiàn)直流偏置。然而，此類附加移相器將增加器件長(zhǎng)度，且如前所述，TO移相器會(huì)引入額外功耗。如圖1b所示，也可采用外部bias tee將微波信號(hào)與直流偏置信號(hào)同時(shí)耦合至行波電極，從而避免額外的片上元件。但該方案會(huì)導(dǎo)致直流偏置信號(hào)通過(guò)微波電極上的50Ω終端電阻，從而增加器件功耗并限制其可承受的最大直流電壓。
展開(kāi) 
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電磁波調(diào)制的最新內(nèi)容
引言
采用集總電極結(jié)構(gòu)的一般電光調(diào)制器面臨著這樣的局限：器件的帶寬受RC常數(shù)限制，而更高的運(yùn)行速度需要更短的器件長(zhǎng)度，這同樣受到RC-lump的限制。采用行波電極結(jié)構(gòu)具有顯著優(yōu)勢(shì)，可消除集總電極設(shè)計(jì)帶來(lái)的限制。本節(jié)介紹了采用行波電極結(jié)構(gòu)的調(diào)制器并對(duì)其進(jìn)行了表征。為了仿真載流子的分布，使用CHARGE模塊對(duì)電荷和靜電勢(shì)進(jìn)行自洽仿真。隨后，MODE模塊將利用載流子濃度信息，計(jì)算材料折射率實(shí)部和虛部的相應(yīng)變化
摘要
基于薄膜鈮酸鋰的高性能電光調(diào)制器近期受到廣泛研究。由于馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器結(jié)構(gòu)的特性，通常需要特定的直流（DC）偏置以確保調(diào)制達(dá)到最佳工作狀態(tài)。現(xiàn)有的偏置控制方案普遍存在缺陷，如需額外相移器、功耗高、調(diào)諧速度慢等問(wèn)題。本研究提出并驗(yàn)證了一種高效電極結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)近零功耗的電光DC偏置調(diào)諧。該結(jié)構(gòu)采用分層行波電極設(shè)計(jì)，無(wú)需額外光學(xué)元件且不影響調(diào)制性能。制備的器件展現(xiàn)出2.3Vcm的半波電壓長(zhǎng)度積
[VirtualLab] 平面電磁波散射中麥克斯韋方程組的米氏解5個(gè)月前
摘要
平面波對(duì)于任意半徑和折射率的球形粒子的吸收和散射問(wèn)題，米氏解是嚴(yán)格的麥克斯韋求解器。其得到的散射效應(yīng)十分依賴于粒子的大小。根據(jù)其特性，散射可以分為瑞利散射、米氏散射和幾何光學(xué)散射。VirtualLab Fusion中包含了完整的米氏解。該案例研究了不同半徑的球形粒子散射。
模擬任務(wù)
直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)MS4932三相正弦波 DC 電機(jī)控制器 三相有感正弦波BLDC預(yù)驅(qū)動(dòng)，支持空間向量調(diào)制（SVM)8個(gè)月前
產(chǎn)品描述:
MS4932是一款三相正弦波無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)或永磁同步電機(jī)(PMSM)控制器。該芯片對(duì)霍爾感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行處理，控制器可以通過(guò)開(kāi)關(guān)三相轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn) PWM 交換。MS4932/MS4932N 有兩種 PWM 模式：正弦波模式和方波模式。該芯片具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)以及過(guò)溫保護(hù)，用來(lái)保護(hù)芯片及馬達(dá)不會(huì)受到損壞。
主要特點(diǎn)
從電磁力波到噪聲：工程師如何"扼殺"電機(jī)的刺耳聲音？11個(gè)月前
電機(jī)電磁噪聲產(chǎn)生的原因大多如下所述：氣隙中存在各次諧波磁場(chǎng)，它們除產(chǎn)生切向力矩外，還會(huì)相互作用產(chǎn)生徑向電磁拉力，這種徑向力是一種行波，特稱之為徑向電磁力密度諧波或者徑向電磁力波，電磁力波作用于定子鐵心，導(dǎo)致定子鐵心徑向振動(dòng)，定子徑向振動(dòng)引起周圍空氣振動(dòng)，從而產(chǎn)生電磁噪聲。
當(dāng)電磁力波的階次低、幅值高，定子或者定子鐵心中存在該電磁力波相同階次和頻率接近的固有模態(tài)，該電磁力波會(huì)引起定子或者定子鐵心共振
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前言
在本示例中，Lumerical和HFSS在建模行波波導(dǎo)調(diào)制器方面的功能與optiSLang相結(jié)合，提供了強(qiáng)大的優(yōu)化能力，用于尋找具有最佳性能的設(shè)計(jì)。
綜述
本文基于現(xiàn)有的硅波導(dǎo)建模示例，該波導(dǎo)通過(guò)反向偏置的pn結(jié)進(jìn)行相位調(diào)制，并由鋁共面?zhèn)鬏斁€驅(qū)動(dòng)。我們的目標(biāo)是找到具有最佳性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)，特別是相位偏移、損耗和速度失配作為選定輸入、施加的摻雜和電極幾何形狀的函數(shù)
關(guān)鍵詞：耦合仿真，微帶線，行波，駐波，功率容量
在現(xiàn)代射頻系統(tǒng)中微帶線無(wú)疑是應(yīng)用最多的一種射頻傳輸線方式，一般系統(tǒng)中由于設(shè)備功率不大所以很少有人關(guān)注微帶線功率容量問(wèn)題，但是在一些功率較高的場(chǎng)景中或者出現(xiàn)大駐波的場(chǎng)景中，微帶線功率容量就變成一個(gè)非常重要且不得不考慮的因素，那么微帶線功率容量又受到什么因素影響呢？下面我們一步步講解并利用電磁與熱耦合方式評(píng)估微帶線峰值功率與平均功率容量。
由于現(xiàn)代射頻通信系統(tǒng)多采用非線性調(diào)制或者脈沖發(fā)射
摘要
平面波對(duì)于任意半徑和折射率的球形粒子的吸收和散射問(wèn)題，米氏解是嚴(yán)格的麥克斯韋求解器。其得到的散射效應(yīng)十分依賴于粒子的大小。根據(jù)其特性，散射可以分為瑞利散射、米氏散射和幾何光學(xué)散射。VirtualLab Fusion中包含了完整的米氏解。該案例研究了不同半徑的球形粒子散射。
模擬任務(wù)
散射分類
非吸收球形的散射
關(guān)鍵詞：微結(jié)構(gòu)器件；禁帶效應(yīng)；等離子體缺陷；開(kāi)關(guān)調(diào)控；電磁波調(diào)制
光子晶體是一種介電常數(shù)呈周期變化的材料，通常通過(guò)調(diào)節(jié)介質(zhì)材料與空氣或其他具有折射率差異材料間的周期排列結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電磁波透射率在特定頻段下出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，在當(dāng)前的電磁調(diào)制器件開(kāi)發(fā)中有著極為廣闊的應(yīng)用前景。
一篇2023年發(fā)表在nature photonics上的文章。如下圖，作者制作了一排鋯硅納米柱，在其中摻雜熒光染料，隨后用顯微鏡聚焦渦旋光在納米柱一側(cè)，觀察到熒光分子被激活且熒光向著一側(cè)單向輻射。有兩點(diǎn)需要說(shuō)明，第一個(gè)作者在仿真中使用的是偶極子光來(lái)近似等效聚焦渦旋光，第二點(diǎn)是作者的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我覺(jué)得也并不明顯是單向輻射，盡管他的仿真很明顯。
先用fdtd把上面的靜態(tài)圖片的模型仿真一下，就能得到動(dòng)態(tài)圖看的更直觀
