受激拉曼散射建模
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-02-28
受激拉曼散射建模的視頻教程
040 – COMSOL等離激元超透鏡（含演示，100元）
Peng等）》，復(fù)現(xiàn)了其中的Fig.2； ·??基于COMSOL頻域求解，使用的軟件版本為COMSOL 5.4 (5.4.0.225)； ·??計(jì)算所需的內(nèi)存：4 GB； ·??涉及的內(nèi)容：二維軸對(duì)稱建模、全局參數(shù)、全局解析函數(shù)、完美匹配層、自定義材料、散射邊界條件、徑向偏振環(huán)形光源的設(shè)置、對(duì)數(shù)據(jù)集的操作、視圖的不等比例縮放 等； ·??繪制了：電場分布、焦平面上的三維可視化光強(qiáng)、光軸上的光強(qiáng)分布
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002 - COMSOL金屬納米線波導(dǎo)（含講解視頻）
然后真空波長為660nm的表面等離激元（SPP）在這個(gè)金屬納米線上傳播。 ????在我的案例中，取Au納米線放置在MgF2這種情況，復(fù)現(xiàn)了論文中的所有結(jié)果，具體的結(jié)果請(qǐng)往下看，并錄制了講解視頻。 ????
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受激拉曼散射建模的實(shí)例教程
對(duì)RP光纖功率軟件進(jìn)行了擴(kuò)展，使受激拉曼散射可以用于數(shù)值光束傳播的模擬。它的實(shí)現(xiàn)是非常靈活的，允許任意的非線性系數(shù)的橫向剖面和不同波長的大量波之間的相互作用。
最近，使用RP光纖功率軟件的研究人員告訴我們，他們忽略了在基于數(shù)值光束傳播的模擬中包括受激拉曼散射的可能性。通過激光增益和交叉相位調(diào)制的相互作用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但還沒有 SRS。
我們最初對(duì)這個(gè)想法持懷疑態(tài)度，但最終得出的結(jié)論是，它可能對(duì)很多人都有用。最初的擔(dān)憂是，大量的拉曼轉(zhuǎn)換通常需要許多米的光纖，而對(duì)于數(shù)值光束傳播，通常只需要幾個(gè)微米的數(shù)值步長。這種組合導(dǎo)致大量的數(shù)值步驟和相應(yīng)的長計(jì)算時(shí)間。首先，一些研究人員準(zhǔn)備好讓軟件運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)，如果這能產(chǎn)生一些重要的結(jié)果。其次，在納秒脈沖的背景下，我們可以有相當(dāng)大的峰值功率，即使在相當(dāng)有限的光纖長度內(nèi)——甚至可能遠(yuǎn)低于一米——也能產(chǎn)生強(qiáng)大的拉曼轉(zhuǎn)換。
橫向依賴是相關(guān)的
另一方面，在一些情況下，使用數(shù)值光束傳播是完全有意義的，不僅考慮光場的橫向依賴關(guān)系，而且考慮光纖結(jié)構(gòu)的橫向依賴關(guān)系——考慮折射率、非線性指數(shù)和拉曼增益系數(shù)。(需要注意的是，二氧化硅纖維的折射率曲線往往是由鍺摻雜曲線形成的，鍺摻雜曲線也會(huì)影響非線性指數(shù)和拉曼增益系數(shù)。)我們可以很容易地想象這樣的情況:忽略橫截面的簡化模擬無法提供所需的答案。
顯然，我們不僅要考慮折射率的任意橫向依賴性，還要考慮非線性指數(shù)和拉曼增益系數(shù)的任意橫向依賴性。對(duì)于后者，我提供了新的函數(shù)bp_set_SRS();這樣，用戶就可以為當(dāng)前的波束傳播裝置指定一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式。軟件會(huì)自動(dòng)檢查是否依賴于徑向坐標(biāo)r或x或y。
關(guān)于數(shù)值步長的考慮
如上所述，要正確處理折射率剖面和衍射的影響，需要相當(dāng)精細(xì)的數(shù)值步驟。另一方面，拉曼轉(zhuǎn)換發(fā)生在更長的空間尺度上。
展開 由于光纖中非線性效應(yīng)較強(qiáng)，受激拉曼散射明顯：光纖端面處，大部分光能量因拉曼效應(yīng)移至低頻（長波）。
圖形如下所示：
圖1為泵浦功率的變化。
圖2為時(shí)域脈沖圖形。
圖3為頻域脈沖圖形。
圖4為脈沖的光譜圖。
圖5為光纖內(nèi)光譜的變化圖形。
圖6為各脈沖參量與傳輸位置關(guān)系。
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受激拉曼散射建模的最新內(nèi)容
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。傳統(tǒng)的反射和折射光學(xué)（也稱為幾何光學(xué)）將光描述為可以被光學(xué)材料（如磨光玻璃、彩色磨砂塑料、人體皮膚、啞光白漆等）反射、折射、散射或吸收的光線。
與之不同的是，衍射光學(xué)將光描述為一種電磁波。當(dāng)光波遇到尺寸與其波長相當(dāng)?shù)奈⒂^結(jié)構(gòu)（微光學(xué)元件）或開口時(shí)，就會(huì)發(fā)生光衍射。
概述
1928年，光波被散射后頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象被印度物理學(xué)家拉曼發(fā)現(xiàn)，因此被命名為拉曼散射。拉曼散射可以分為自發(fā)拉曼散射和受激拉曼散射。自發(fā)拉曼散射源于熱振動(dòng)聲子對(duì)于入射光的散射。受激拉曼散射則是強(qiáng)激光與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的受激聲子對(duì)于入射光的散射。
系統(tǒng)描述
本例展示了如何模擬瞬態(tài)拉曼效應(yīng)。
共振納米結(jié)構(gòu)
共振納米結(jié)構(gòu)具有光-物質(zhì)相互作用所需的強(qiáng)度，電磁相互作用所需的高局域化，以及散射和吸收所需的大橫截面。其可以用作高效的超透鏡、聚光鏡、納米諧振器和亞波長波導(dǎo)。
表面等離子體光子學(xué)的應(yīng)用
表面等離子體光子學(xué)依賴于在金屬-電介質(zhì)界面的納米結(jié)構(gòu)中發(fā)生的光學(xué)過程。
在AR光柵波導(dǎo)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，Zemax的核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：
精準(zhǔn)的光學(xué)建模：支持光柵、波導(dǎo)、自由曲面等多種新型光學(xué)元件的建模，可精準(zhǔn)模擬光在復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)中的傳播規(guī)律；
全面的成像評(píng)價(jià)：提供MTF、畸變、照度均勻性、點(diǎn)列圖等豐富的成像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，滿足AR近眼顯示的高精度成像驗(yàn)證需求；
高效的優(yōu)化能力：支持多種優(yōu)化算法，可結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行快速優(yōu)化，大幅縮短研發(fā)周期；
良好的兼容性
共振納米結(jié)構(gòu)
共振納米結(jié)構(gòu)具有光-物質(zhì)相互作用所需的強(qiáng)度，電磁相互作用所需的高局域化，以及散射和吸收所需的大橫截面。其可以用作高效的超透鏡、聚光鏡、納米諧振器和亞波長波導(dǎo)。
表面等離子體光子學(xué)的應(yīng)用
表面等離子體光子學(xué)依賴于在金屬-電介質(zhì)界面的納米結(jié)構(gòu)中發(fā)生的光學(xué)過程。表面等離子體激元，是自由載流子電子和光子在這些界面上相互作用產(chǎn)生的高度約束電磁波。
一期一會(huì) | 雜散光的類型及行業(yè)示例詳解2個(gè)月前
散射：當(dāng)光線與顆粒、不規(guī)則表面或機(jī)械組件相互作用時(shí)，其可能會(huì)在多個(gè)方向上進(jìn)行散射，從而導(dǎo)致最終的圖像非常模糊。對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)包含有多個(gè)反射鏡的設(shè)備（如望遠(yuǎn)鏡和衛(wèi)星），反射面上的任何瑕疵都會(huì)產(chǎn)生散射效應(yīng)，從而導(dǎo)致最終圖像出現(xiàn)偽影和噪點(diǎn)。
重影：重影/鬼影圖像是散射的一種特殊結(jié)果，光線在光學(xué)元件之間反彈時(shí)會(huì)發(fā)生反射，從而形成主圖像的模糊復(fù)制圖像。
原理
有一束頻率為ωp的泵浦光和一束頻率為ωs的斯托克斯光(或稱之為信號(hào)光)一起注入到光纖中，兩束光在光纖中傳輸?shù)耐瑫r(shí)，泵浦光的一部分能量將會(huì)通過受激拉曼散射效應(yīng)對(duì)斯托克斯進(jìn)行放大，這表現(xiàn)為對(duì)斯托克斯光的拉曼增益。
2. 仿真過程
2.1設(shè)置全局參數(shù)
2.2搭建光路
整體光路
3.
可以看出，受激拉曼散射對(duì)高階孤子的影響是將其分解。
圖6.輸出脈沖
此外，通過比較輸入和輸出脈沖頻譜，可以清楚地看到孤子自頻移現(xiàn)象。
歸一化頻移：
第二臺(tái)EDFA設(shè)置在MZM輸出端后以補(bǔ)償光損耗，并采用光學(xué)帶通濾波器（OBPF）降低受激輻射噪聲。接收光功率經(jīng)可變光衰減器（VOA）調(diào)節(jié)后，通過90GHz帶寬光探測(cè)器（PD）（XPDV4120R-WFFP）進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換。最終，調(diào)制信號(hào)被輸入到110GHz帶寬的光波分量分析儀（LCA）（Keysight N5227B）。為表征器件的電光響應(yīng)特性，采用高速微波探針將LCA輸出的掃頻正弦信號(hào)驅(qū)動(dòng)調(diào)制器。
探討如何構(gòu)建端到端高置信度驗(yàn)證體系？5個(gè)月前
光照誤差：自然光模型需考慮太陽位置、大氣散射（瑞利/米氏散射）的物理過程。人造光源則需依賴標(biāo)準(zhǔn)的IES光域網(wǎng)文件來描述其空間光強(qiáng)分布。光照模型偏差會(huì)導(dǎo)致場景中的陰影、高光分布失真，干擾依賴視覺特征的算法。
