1. Функція Polarization Domain (Область поляризації)
2. Новий додаток: Polarizing Beam Splitter (Поляризаційний расщепитель пучка)
3. Призначені для користувача характеристики хвильового вектора
4. Оновлене додаток: Plasmonic Wire Grating Analyzer (аналізатор плазмонів дифракційної решітки)
5. Нова навчальна модель: Second Harmonic Generation in the Frequency Domain (Генерація другої гармоніки в частотної області)
6. Нова навчальна модель: Single-Bit Hologram (однобітових голограма)

Для користувачів модуля Хвильова оптика COMSOL Multiphysics® версії 5.2a пропонує новий інструмент - Область поляризації - для полегшення моделювання нелінійного змішування частот і нелінійних параметричних процесів, збільшення гнучкості налаштувань інтерфейсу Electromagnetic Waves, Beam Envelopes (Електромагнітні хвилі, Що огинає пучка) і багато чого іншого. Докладний огляд оновлень модуля Хвильова оптика буде представлений нижче.

Функція Polarization Domain (Область поляризації)

У різних інтерфейсах для розрахунків в частотної області тепер може бути додана нова функція Polarization Domain (Область поляризації). Це дозволяє спростити моделювання як нелінійного змішування частот, наприклад, генерацію сумарних і різницевих частот, так і нелінійних параметричних процесів. Поляризація (Polarization) є Підвузли в інтерфейсах Electromagnetic Waves, Frequency Domain (Електромагнітні хвилі, Частотна область) і Electromagnetic Waves, Beam Envelopes (Електромагнітні хвилі, Що огинає пучка).

Приклад використання інструменту Polarization Domain (Область поляризації) знаходиться в Бібліотеці додатків і має наступний шлях:

Wave_Optics_Module / Verification_Examples / second_harmonic_generation_frequency_domain

Подивитися скріншот »

Новий додаток: Polarizing Beam Splitter (Поляризаційний расщепитель пучка)

Куби поляризационного светоделітель складаються з двох прямокутних призм, на контактні поверхні яких нанесено діелектричне покриття. Куб пропускає одну частину падаючої хвилі, відображаючи при цьому іншу. Перевагою конструкції светоделітель у вигляді куба в порівнянні з пластиною є відсутність паразитних зображень.

Новий додаток використовує базову конструкцію типу MacNeille, що складається з парних шарів з різним (високим і низьким) показником заломлення і дозволяє вибрати кількість складових светоделітель шарів. Ви можете вказати показники заломлення для призм і верств в діелектричному блоці як безпосередньо, так і за допомогою заздалегідь визначеного списку матеріалів.

Параметричний аналіз може бути виконаний для діапазону довжин хвиль або радіусів контактного плями. Додаток відображає норму загального електричного поля і електричного поля для першої і другої хвилі при заданій довжині хвилі або радіусі контактного плями і поляризації. Також відображаються показники відображення і пропускання.

Шлях в Бібліотеці додатків:

Wave_Optics_Module / Applications / polarizing_beam_splitter

Вікні керування Polarizing Beam Splitter (Поляризаційний расщепитель пучка). У графічному вікні праворуч відображається падаючий зліва пучок, який відбивається вгору від блоку тонких плівок, розміщеного на кордоні між двох призм. Можна виконати параметричний аналіз довжини хвилі або радіусу плями контакту. На додаток до геометрії і сітці в графічному вікні можуть відображатися електричне поле, показники відображення і пропускання, а також профілі показника заломлення.

Вікні керування Polarizing Beam Splitter (Поляризаційний расщепитель пучка). У графічному вікні праворуч відображається падаючий зліва пучок, який відбивається вгору від блоку тонких плівок, розміщеного на кордоні між двох призм. Можна виконати параметричний аналіз довжини хвилі або радіусу плями контакту. На додаток до геометрії і сітці в графічному вікні можуть відображатися електричне поле, показники відображення і пропускання, а також профілі показника заломлення.

Призначені для користувача характеристики хвильового вектора

Інтерфейс фізики Electromagnetic Waves, Beam Envelopes (Електромагнітні хвилі, Що огинає пучка) отримав нові можливості по налаштуванню завдяки новому розділу User Defined Wave Vector Specification (Призначені для користувача характеристики хвильового вектора) у вікні налаштувань. Цей розділ дає можливість правильно поставити хвильової вектор для областей ідеально узгодженого шару (PML) за допомогою опції завдання призначених для користувача налаштувань фази (User defined). Налаштування за замовчуванням в даному випадку можуть виявитися помилковими. Вибравши пункт User defined (Здається користувачем) в розділі Type of phase specification list (Список видів завдання фази), ви побачите новий розділ User Defined Wave Vector Specification (Призначені для користувача характеристики хвильового вектора), який дозволяє задавати особливі настройки, наприклад, для областей Ідеально узгодженого шару.

Подивитися скріншот »

Оновлене додаток: Plasmonic Wire Grating Analyzer (аналізатор плазмонів дифракційної решітки)

Поверхневі контури на основі плазмонів знаходять застосування в таких областях, як плазмонів мікросхеми, освітлювальні прилади і нанолітографії. Додаток Plasmonic Wire Grating Analyzer (аналізатор плазмонів дифракційної решітки) обчислює коефіцієнти рефракції, дзеркального відображення і дифракції першого порядку у вигляді функцій кута падіння на плазмонів грати, розміщену на діелектричній підкладці.

Дана модель описує осередок решітки, для якої періодичність визначається граничними умовами Флоке. Інструменти для обробки поста дозволяють збільшити кількість одиничних осередків і отримати візуалізацію в третьому вимірі.

В додаток вбудовані можливості для аналізу кута нахилу планарной хвилі від нормального до кута падіння на структуру решітки. Також програма дозволяє змінювати радіус дроту і періодичність або розмір одиничної комірки. Крім того, довжина хвилі і напрям поляризації також є налаштованим параметрами. Додаток візуалізує норму електричного поля для решіток різної періодичності, обраних кутів нахилу, відображає вектора падаючої хвилі і хвильових векторів для всіх режимів відображення і пропускання, а також виводить графіки показників відображення і пропускання.

Шлях в Бібліотеці додатків: Wave_Optics_Module / Applications / plasmonic_wire_grating.

Додаток Plasmonic Wire Grating Analyzer (аналізатор плазмонів дифракційної решітки) обчислює ефективність дифракції пропущених і відбитих хвиль, а також перший і другий порядки дифракції для дротяної решітки, розміщеної на діелектричній підкладці. Користувач може змінити довжину хвилі, поляризацію, характеристики матеріалу, періодичність і радіус.

Додаток Plasmonic Wire Grating Analyzer (аналізатор плазмонів дифракційної решітки) обчислює ефективність дифракції пропущених і відбитих хвиль, а також перший і другий порядки дифракції для дротяної решітки, розміщеної на діелектричній підкладці. Користувач може змінити довжину хвилі, поляризацію, характеристики матеріалу, періодичність і радіус.

Нова навчальна модель: Second Harmonic Generation in the Frequency Domain (Генерація другої гармоніки в частотної області)

Генерація лазерного випромінювання в короткохвильовій частині видимого і близького до видимого діапазоні електромагнітних спектрів набагато складніше, ніж в довгохвильовій частині. Завдяки нелінійного змішуванню частот стало простіше створювати нові короткі хвилі з існуючих хвиль лазерного випромінювання.

Дана навчальна модель описує процес генерації другої гармоніки, при якому світло основної частоти пропускається через кристал з нелінійними оптичними характеристиками, завдяки чому відбувається генерація світлового випромінювання на частоті другої гармоніки.

У навчальній моделі об'єднані два інтерфейси Electromagnetic Waves, Frequency Domain (Електромагнітні хвилі, Частотна область) - один служить для моделювання хвилі на основній частоті, а інший - для моделювання хвилі на частоті другої гармоніки, використовуючи інструмент Domain Polarization (Поляризація області) для кожного з інтерфейсів.

Результати демонструють, як енергія передається з основної частоти на частоту другої гармоніки, викликаючи зменшення амплітуди хвилі на основній частоті; одночасно з цим амплітуда хвилі на частоті другої гармоніки збільшується з нульового значення у міру проходження хвилі через кристал. Отримані результати порівнюються з рішенням, отриманим аналітичним шляхом за допомогою апроксимації повільно змінюється форми (SVEA).

Шлях в Бібліотеці додатків:

Wave_Optics_Module / Verification_Examples / second_harmonic_generation_frequency_domain

Графік y-поляризації електричного поля для хвилі на основній частоті (вгорі) і хвилі на частоті другої гармоніки (внизу). Зверніть увагу, що амплітуда хвилі на частоті другої гармоніки збільшується по ходу поширення, так як цій хвилі передається енергія хвилі основної частоти. З графіка також видно, що довжина хвилі на частоті другої гармоніки є половиною довжини хвилі основної частоти.

Графік y-поляризації електричного поля для хвилі на основній частоті (вгорі) і хвилі на частоті другої гармоніки (внизу). Зверніть увагу, що амплітуда хвилі на частоті другої гармоніки збільшується по ходу поширення, так як цій хвилі передається енергія хвилі основної частоти. З графіка також видно, що довжина хвилі на частоті другої гармоніки є половиною довжини хвилі основної частоти.

Подивитися додаткові скріншоти »

Нова навчальна модель: Single-Bit Hologram (однобітових голограма)

При перетині двох когерентних пучків світла виникає інтерферограмма. У разі якщо це відбувається в світлочутливому матеріалі, а інтенсивність перевищує порогове значення, інтерферограмма записується в матеріал у вигляді модуляції показника заломлення і виникає голограма.

У даній навчальної моделі один пучок потрапляє на ліву межу володіє голографічними властивостями матеріалу, а другий - на верхню межу. Даний процес моделює роботу побітового голографічного пристрою, що запам'ятовує, включаючи як процес запису, так і вилучення даних. Під час запису перетин двох променів створює інтерферограмма, яка записується в голограмі у вигляді одного біта даних.

Шлях в Бібліотеці додатків:

Wave_Optics_Module / Gratings_and_Metamaterials / single_bit_hologram

Інтерферограмма в процесі запису. Опорний пучок падає зліва, предметний - зверху. На лівому графіку представлена сума електричного поля двох пучків, а на правому - розподіл інтенсивності двох пересічних пучків.

Інтерферограмма в процесі запису. Опорний пучок падає зліва, предметний - зверху. На лівому графіку представлена ​​сума електричного поля двох пучків, а на правому - розподіл інтенсивності двох пересічних пучків.

Подивитися додаткові скріншоти »