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考慮繞射效率使用戶能夠進(jìn)行圖像模擬和綜合優(yōu)化等高級(jí)分析。表面反射光柵與體積全像光柵的比較在介紹這個(gè)模型之前，我們先簡(jiǎn)單解釋一下表面反射光柵（SRG）和體積全像光柵（VHG）的區(qū)別。這兩種光柵在光學(xué)系統(tǒng)中的作用幾乎是一樣的，但在製造和模擬方面卻有很大的不同。 圖 1.

繞射光學(xué)元件（DOE）和超表面/超穎透鏡在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來(lái)越受歡迎，其應(yīng)用範(fàn)圍從手機(jī)鏡頭到AR / VR耳機(jī)，從3D傳感到照明。但是，對(duì)於包含 DOE 或超穎透鏡的系統(tǒng)進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì)總是很棘手的。沒(méi)有通用的方法可以處理所有情況。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體情況決定其系統(tǒng)的策略。

在這種情況下，應(yīng)使用高斯束腰光束選項(xiàng)來(lái)模擬光束模式。雷射的一般輸出可以從近軸波動(dòng)方程的解中找到。對(duì)於雷射增益孔徑中的矩形、圓形和橢圓對(duì)稱性，已經(jīng)找到了該方程的三組正交解。所有這三種解決方案都可以在物理光學(xué)傳播 (POP) 中的 OpticStudio 中建模。一旦確定了由這些解決方案中的任何一個(gè)定義的光束的輸入分佈，就會(huì)使用 POP 將光束傳播通過(guò)感興趣的光學(xué)系統(tǒng)。

使用 ScrewPlus 模擬螺桿塑化ScrewPlus 是 Moldex3D 中的附加模組。ScrewPlus 的重要角色是在射出到模具前，能夠擷取透過(guò)螺桿塑化從實(shí)體狀態(tài)到熔化的更真實(shí)熔化行為。本章的教學(xué)課程將以分解步驟說(shuō)明如何在 Moldex3D 中進(jìn)入並執(zhí)行 ScrewPlus 模擬。

在像差方面，彗差會(huì)隨視場(chǎng)角的變化而線性增加，而像散則是呈二次方增加。但人眼系統(tǒng)具有相對(duì)較小的光瞳尺寸，因此在此類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，一般會(huì)認(rèn)為球差和彗差並不十分重要。同理，其餘的像差在此也可先行忽略。隨著自由曲面製程技術(shù)的演進(jìn)，光學(xué)設(shè)計(jì)者得以摒除許多以往的限制條件。同時(shí)，OpticStudio具有優(yōu)越的運(yùn)算能力，可以進(jìn)行規(guī)模較大的系統(tǒng)和更多影像參數(shù)的模擬。

同樣，OpticStudio 提供了分析特性的能力，例如最大局部表面斜率，並在優(yōu)化過(guò)程中控制這些特性以確保最終的光學(xué)設(shè)計(jì)是可製造的。射出成型技術(shù)使可能的創(chuàng)新光學(xué)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，具有大規(guī)模生產(chǎn)的模塊很多好處。鏡頭可以設(shè)計(jì)成具有復(fù)雜的邊緣特徵，使它們能夠堆疊，從而簡(jiǎn)化組裝並消除對(duì)齊的需要。Zemax 工具使注塑光學(xué)元件的可能性最大化變得簡(jiǎn)單。

薄膜理論的慣例是計(jì)算平面法向量方向上的相位變化，這表示其假設(shè)了一個(gè)虛擬的平面波從薄膜最外層一路傳播到基板。這個(gè)慣例暗示了相位變化在正向入射上為最大，並且隨著入射角變大、相對(duì)應(yīng)餘弦值變小而相位變化也漸漸變小。但光線追跡上，我們是使用不同的方法來(lái)描述的。光線追跡的處理方式是如同上面第一張圖表的。過(guò)程中只有三條光線：入射、穿透以及反射。你可以隨意的放大檢視，永遠(yuǎn)只有三條線。

在模擬的過(guò)程中，會(huì)將入射光因?yàn)樵砻驽兡ぁ⒎瓷浜臀斩斐傻哪芰繐p耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對(duì)大多數(shù)的鍍膜或雙折射材料進(jìn)行完整的分析。但有時(shí)因?yàn)榉诸悢?shù)據(jù)報(bào)告(Prescription data)不夠齊全，在進(jìn)行模擬時(shí)會(huì)需要簡(jiǎn)化後的模型。舉例而言，當(dāng)我們無(wú)法得到真實(shí)的鍍膜資訊時(shí)，OpticStudio中的理想(IDEAL)和表定(TABLE)鍍膜設(shè)定就可以派上用場(chǎng)。

在上排可以看到芯寬為 400 nm 的 Ey11 模(左)和芯寬為 400 nm 的 Ex11模（右），在下排可以看到芯寬為 1000 nm 的 Ex11 模(左)和的芯寬為 1000 nm 的 Ey21 模(右)。表面圖是功率流的 Z 分量，黑色箭頭代表電場(chǎng)。注釋用于突出顯示有效模式折射率和傳播常數(shù)。

還可以通過(guò)選中在零場(chǎng)時(shí)包含線性化相對(duì)磁導(dǎo)率復(fù)選框來(lái)包括線性化相對(duì)磁導(dǎo)率。導(dǎo)出的材料庫(kù)文件可以被添加到材料庫(kù)中，如下圖所示。 材料瀏覽器窗口，顯示將導(dǎo)出的材料庫(kù)文件添加到材料庫(kù)的步驟。

注：Comsol依然強(qiáng)大，只是本人找不到合適的方法，在此沒(méi)有說(shuō)明Comsol軟件能力弱圖 6 Comsol動(dòng)網(wǎng)格及網(wǎng)格重新劃分心臟瓣膜模擬 3.2模擬結(jié)果展示 圖 7 心臟瓣膜網(wǎng)格自動(dòng)剖分展示 圖 8 心臟瓣膜仿真流場(chǎng)壓力展示 圖 9 心臟瓣膜打開(kāi)模擬

端口、周期性條件、參數(shù)化掃描 等；繪制了：透射光的振幅和相位變化圖、透射光的電場(chǎng)分布、透射渦旋光的電場(chǎng)模和相位分布；注意：本案例僅包含模型文件，沒(méi)有講解視頻，不附帶答疑指導(dǎo)。

類似的這種結(jié)果表明，COMSOL Multiphysics 可以用來(lái)幫助設(shè)計(jì)和優(yōu)化 MRI 鳥籠線圈。 包括人頭部造影的模型周圍的磁通量密度的軸向比率(上)和電場(chǎng)模的標(biāo)準(zhǔn)偏差(下)的積分。 本文內(nèi)容來(lái)自 COMSOL 博客

類似的這種結(jié)果表明，COMSOL Multiphysics 可以用來(lái)幫助設(shè)計(jì)和優(yōu)化 MRI 鳥籠線圈。 包括人頭部造影的模型周圍的磁通量密度的軸向比率(上)和電場(chǎng)模的標(biāo)準(zhǔn)偏差(下)的積分。 本文內(nèi)容來(lái)自 COMSOL 博客

切面圖顯示電場(chǎng)模 (dB)。最后，當(dāng)你想檢查特別求解的一些彎曲單元或高階單元時(shí)，可以使用質(zhì)量度量彎曲偏度。在網(wǎng)格 數(shù)據(jù)集中設(shè)置適當(dāng)?shù)膸缀涡螤?函數(shù)。請(qǐng)注意，無(wú)論你解決什么問(wèn)題，都可以選擇任何形狀函數(shù)，所以如果你不確定該選擇哪一個(gè)，請(qǐng)仔細(xì)檢查你的物理場(chǎng)接口的離散化 設(shè)置。可以用與任何質(zhì)量度量相同的方法過(guò)濾掉質(zhì)量不好的單元，用于更好地了解幾何體或網(wǎng)格設(shè)置可能需要微調(diào)的位置。顯示彎曲偏度的圖。

做光纖傳感方向的朋友們?cè)谌粘５墓ぷ髋c學(xué)習(xí)中都想對(duì)你自己的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)仿真與模擬，以用于驗(yàn)證自己的思路與想法，又或者是在平時(shí)的文章中加入模擬以豐富自己的工作使得文章顯得更加飽滿，但又苦于在光纖傳感方向的comsol案例、資料比較少，今天小來(lái)講解一下單模—多模—單模的模擬過(guò)程：首先，第一步就是選擇物理場(chǎng)，對(duì)于光纖模擬，我們需要選擇電磁波波束包絡(luò)法，以減少計(jì)算量。

本文來(lái)自： COMSOL 博客