کامسول

تأثیرات تنش-نوری در یک موجبر فوتونی – Stress-Optical Effects in a Photonic Waveguide

موجبرهای فوتونی مسطح در سیلیس (SiO2) پتانسیل بسیار خوبی برای استفاده در برنامه‌های مسیریابی طول موج دارند. عمده‌ترین مشکل این نوع موجبر موج‌زدایی است. ضریب شکست ناهمسانگرد منجر به تقسیم حالت بنیادی و گسترش پالس می‌شود. هدف این است که با تطبیق مواد و فرآیندهای تولید، اثرات موج‌زدایی به حداقل برسد. یکی از منابع تجزیه‌پذیری استفاده از ویفر سیلیکون (Si) به عنوان بستری است که بر روی آن ساختار موجبر قرار دارد.

نرم افزار کامسول فارسی رایگان

حالت‌های عرضی برای یک حفره لیزری متقارن – Transverse Modes for a Symmetric Laser Cavity

این مدل نشان می‌دهد که چگونه یک سیستم معادلۀ غیرخطی می‌تواند راه‌اندازی شود تا ویژه‌فرکانس‌های یک حفرۀ لیزری متقارن را به دست آورد. این مدل از فرمولاسیون دو طرفۀ امواج الکترومغناطیسی، رابط فیزیکی محفظۀ پرتوها استفاده می‌کند. ویژه‌فرکانس‌های محاسبه شده با مقادیر حل تحلیلی مورد تأیید قرار می‌گیرد.

نرم افزار کامسول فارسی رایگان

مدل‌سازی دامنه زمانی رسانه Drude-Lorentz پراکنده (موج نوری) – (Time-Domain Modeling of Dispersive Drude-Lorentz Media (Wave Optics

این آموزش نحوۀ حل معادلۀ موج کامل وابسته به زمان در رسانه‌های پراکنده مانند پلاسماها و نیمه‌هادی‌ها را نشان می‌دهد. این مدل موج تخت TM دوبعدی را برای پتانسیل برداری از معادله موج و برای تراکم قطبی‌سازی الکتریکی کمکی از یک معادلۀ دیفرانسیل معمولی حل می‌کند.

نرم افزار کامسول فارسی رایگان

تأثیرات تنش-نوری با کرنش تخت تعمیم‌یافته – Stress-Optical Effects with Generalized Plane Strain

موجبرهای فوتونی مسطح در سیلیس (SiO2) پتانسیل بسیار خوبی برای استفاده در برنامه‌های مسیریابی طول موج دارند. عمده‌ترین مشکل این نوع موجبر موج‌زدایی است. ضریب شکست ناهمسانگرد منجر به تقسیم حالت بنیادی و گسترش پالس می‌شود. هدف این است که با تطبیق مواد و فرآیندهای تولید، اثرات ضد انعقاد به حداقل برسد. یکی از منابع تجزیه‌پذیری استفاده از قرص سیلیکون (Si) به عنوان بستری است که بر روی آن ساختار موجبر قرار دارد.

نرم افزار کامسول فارسی رایگان

خمش فیبر گام شاخص – Step-Index Fiber Bend

در قسمت اول برنامه حالت‌های فیبر گام شاخص مستقیم ساخته شده از شیشۀ سیلیس محاسبه می‌شود.

نرم افزار کامسول فارسی رایگان

موجبر شیار – Slot Waveguide

این مدل، انتشار حالت را در یک موجبر شیار نانو بررسی می‌کند. در یک پیکره‌بندی موجبر شیار، دو صفحه ضریب شکست بالا (3.48~) در مجاورت شیاری با ضریب شکست ضعیف قرار گرفته است (1.44~). تجزیه و تحلیل حالت در یک مقطع دوبعدی از یک موجبر شیار برای طول موج عملیاتی 1.55 میکرومتر انجام گرفته است. تجزیه و تحلیل بیشتر برای بهینه‌سازی عرض شکاف برای تحویل حداکثر قدرت نوری و شدت نوری از طریق ناحیۀ شکاف انجام شده است.

هولوگرام تک‌بیتی – Single-Bit Hologram

هنگامی که دو پرتو نور منسجم به هم برخورد می‌کنند، الگوی تداخل ظاهر می‌شود. اگر این اتفاق در مادۀ حساس به نور رخ دهد، با شدت بیشتر از آستانه قرار گرفتن در معرض خاص، الگوی تداخل در ماده به صورت تعدیلی از ضریب شکست ثبت شده و یک هولوگرام تولید می‌شود.

مثال آماد کامسول فارسی رایگان

خود تمرکز – Self-Focusing

پرتو گاوسی به شیشه نوری BK-7 برخورد می‌کند. ماده دارای ضریب شکست وابسته به شدت است. در مرکز پرتو، ضریب شکست بزرگترین است. نمایه ضریب شکست القایی، پراکندگی را خنثی کرده و در واقع پرتو را متمرکز می‌کند. خود تمرکز در طراحی سیستم‌های لیزر پرقدرت مهم است. این مدل انتشار موج غیرخطی سه‌بعدی را نشان می‌دهد.

مثال آماد کامسول فارسی رایگان

تولید هماهنگ دومیک پرتو گاوسی (موج نوری) – (Second Harmonic Generation of a Gaussian Beam (Wave Optics

با استفاده از مواد نوری غیرخطی، می‌توان هارمونیکی تولید کرد که چند برابر فرکانس نور لیزر است. این مدل نسل دوم هارمونیک را با استفاده از شبیه‌سازی موج گذرا و خصوصیات مادۀ غیرخطی نشان می‌دهد. پرتو لیزر A YAG (lambda=1.06 micron) روی یک کریستال غیرخطی متمرکز شده به طوری که وسط پرتو در داخل بلور قرار دارد.

مثال آماد کامسول فارسی رایگان

تولید هماهنگ دوم – Second Harmonic Generation

تولید انتشار لیزر در بخش طول موج کوتاه از قسمت مرئی و نزدیک مرئی طیف الکترومغناطیسی نسبت به قسمت طول موج بلند دشوارتر است. اختلاط فرکانس غیرخطی تولید طول موج کوتاه جدید از طول موج‌های لیزر موجود را آسان‌تر می‌کند.

مثال آماد کامسول فارسی رایگان

پراکنده‌ساز در بستر

یک موج الکترومغناطیسی TE قطبیدۀ تخت به یک نانوذرات طلا روی یک بستر دی‌الکتریک برخورد می‌کند. سطح مقطع جذب و پراکندگی ذرات برای چند زاویۀ مختلف قطبی و سمتی برخورد محاسبه می‌شود. این مدل ابتدا یک میدان پس‌زمینه از موج تخت فرودی را روی بستر محاسبه کرده و سپس از آن برای رسیدن به میدان با نانوذرات موجود استفاده می‌کند.

مثال آماد کامسول فارسی رایگان

شکاف پرتو قطبی – Polarizing Beam Splitter

مکعب‌های شکاف پرتو قطبی از دو منشور زاویه‌دار سمت راست تشکیل شده که در آن یک پوشش دی‌الکتریک روی سطح میانی اعمال می‌شود. مکعب بخشی از موج فرودی را منتقل کرده و بخش دیگری را منعکس می‌کند. مزیت استفاده از این طرح مکعبی به جای طرح صفحه‌ای برای شکاف‌های پرتو این است که از تصاویر شبح جلوگیری می‌شود.

مثال آماد کامسول فارسی رایگان

توری سیمی پلاسمونی (موج نوری) – (Plasmonic Wire Grating (Wave Optics

مدارهای مبتنی بر پلاسمون سطحی در برنامه‌هایی مانند تراشه‌های پلاسمونی، تولید نور و نانولیتوگرافی استفاده می‌شوند. برنامه تحلیلگر Gras Analizer Wire Plasmonic ، ضریب شکست، بازتاب سوزنی و پراش مرتبه اول را به عنوان توابع زاویه بروز برای یک توری سیمی پلاسمونی بر روی بستر دی الکتریک محاسبه می‌کند.

مثال آماد کامسول فارسی رایگان

فیلتر موجبر پلاسمونی – Plasmonic Waveguide Filter

این مثال از فیلتر موجبر پلاسمونی نشان می‌دهد که موجبر تابش الکترومغناطیسی طول موج بین 1.4 و 1.6 میکرومتر را رد کرده اما بقیه طول موج‌ها را نگه می‌دارد. مواد نقره‌ای را می‌توان با استفاده از تقریب Drude-Lorentz مدل‌سازی کرد، با ε∞ = 3.7، ωp = 13.8 rad/s و γ = 2.736 rad/s؛ در حالی که عایق با استفاده از هوا مدل‌سازی می‌شود. به عنوان جایگزینی برای تقریب مدل مواد Drude-Lorentz، می‌توان از خاصیت مادۀ معین توسط داده‌های تجربی جانسون و کریستی استفاده کرد که در کتابخانۀ مواد به عنوان Ag (Johnson) موجود است.

مدل بلاگ فیبر بلور فوتونیک – Photonic crystal fiber blog model

این مدل نمایان‌گر فیبر بلور فوتونی هدایت‌شدۀ شاخص است که در کتاب J. D. Joannopoulus مورد بحث قرار گرفته است. نمودار پراکندگی حالت‌های اصلی و مرتبۀ بالاتر با فصل 9 ، شکل 4 مطابقت دارد. شعاع سوراخ از 0.23 میکرومتر تا 4.69 میکرومتر متغیر است.

بلور فوتونی – Photonic Crystal

دستگاه‌های بلور فوتونی ساختارهای دوره‌ای از لایه‌های متناوب مواد با ضریب شکست‌های مختلف هستند. موجبرهایی که درون یک کریستال فوتونی محصور شده‌اند، می‌توانند خمشی با ضعف بسیار ناچیز داشته باشند، که می‌تواند افزایش چگالی یکپارچۀ چندین مرتبه از بزرگی را ممکن کند. این مثال یک مطالعۀ موجبر بلور فوتونی است. این بلور دارای شبکه‌ای از ستون‌های GaAs است. بسته به فاصلۀ بین ستون‌ها، امواج در محدودۀ مشخصی از فرکانس به جای عبور از میان بلور، منعکس می‌شوند. این محدودۀ فرکانس شکاف باند فوتونی نامیده می‌شود. هنگامی که برخی از ستون‌های GaAs در ساختار بلوری برداشته می‌شوند، راهنمایی برای فرکانس‌های موجود در شکاف باند ایجاد می‌شود. سپس نور می‌تواند در امتداد هندسۀ راهنمای مشخص شده منتشر شود.

موجبر ناهمسانگرد نوری – Optically Anisotropic Waveguide

در این مدل، یک تجزیه و تحلیل معین انجام می‌شود در حالی که به صورت پارامتری طول موجبر را از 5/0 الی 4 میکرومتر جابجا کرده تا منحنی پراکندگی را برای هستۀ ناهمسانگرد به دست آورد. هر دو ناهمسانگردی عرضی و طولی در دو مدل متفاوت در نظر گرفته شده‌اند.

پراکندگی نوری از نانوکره طلایی – Optical Scattering Off of a Gold Nanosphere

این مدل شبیه‌سازی پراکندگی موج تخت نوری توسط یک نانوکرۀ طلایی را نشان می‌دهد. پراکندگی برای محدودۀ فرکانس نوری محاسبه شده که طلا را می‌توان به عنوان ماده‌ای با گذردهی الکتریکی با ارزش پیچیدۀ منفی مدل‌سازی کرد. الگوی میدان دور و تلفات محاسبه می‌شوند.

فیلتر شکاف تشدیدگر حلقه نوری – Optical Ring Resonator Notch Filter

در ساده‌ترین شکل، یک تشدیدگر حلقۀ نوری از یک موجبر مستقیم و یک موجبر حلقوی تشکیل شده است. موجبرهای موج نزدیک به یکدیگر قرار گرفته و باعث می‌شوند تا نور بین هر دو ساختار تأثیر بگذارد. اگر طول انتشار در اطراف حلقه عدد کاملی از طول موج باشد، این میدان تشدید شده و یک میدان قوی در حلقه ایجاد می‌شود.

نانومیله‌ها – Nanorods

یک موج الکترومغناطیسی گاؤسی به یک شبکۀ متراکم از سیم‌های بسیار نازک (یا میله) برخورد می‌کند. فاصلۀ بین میله‌ها و به همین ترتیب قطر میله بسیار کمتر از طول موج است. در این شرایط، آرایۀ میله‌ای به عنوان یک توری پراش عمل نمی‌کند (به مدل Gras Wire Plasmonic مراجعه کنید). در عوض، آرایۀ میله‌ای طوری رفتار می‌کند که گویی یک ورقۀ فلزی پیوسته برای نور قطبی در امتداد میله‌ها است. برای قطبش عمودی نور بر میله‌ها، آرایه تقریباً نسبت به موج الکترومغناطیسی شفاف است. در حالت دوم، اتصال دوقطبی بین میله‌ها همچنین باعث برانگیختگی الکترومغناطیسی بین میله‌های خارج از ناحیۀ روشن شده می‌شود.

تجزیه و تحلیل چندقطبی پراکندگی الکترومغناطیسی – Multipole Analysis of Electromagnetic Scattering

بسط چندقطبی ابزاری قدرتمند برای تجزیه و تحلیل امواج الکترومغناطیسی است که توسط اشیاء کوچک پراکنده شده‌اند. در بسط، میدان پراکنده به عنوان ترکیبی از میدان‌های ایجاد شده توسط مجموعه‌ای محدود از چندقطبی منفرد ارائه شده است. هر قطعۀ چندنقطه‌ای به یک جریان الکتریکی منحصر به فرد در جسم متصل می‌شود. از این ارتباط می‌توان برای طراحی دستگاه‌های پخش‌کننده با پاسخ الکترومغناطیسی معین استفاده کرد.

مدل‌سازی یک ضریب شکست منفی (موج نوری) – (Modeling a Negative Refractive Index (Wave Optics

می توان ساختار مواد را به گونه‌ای مهندسی کرد که هم گذردهی الکتریکی و هم گذردهی مغناطیسی آن‌ها منفی باشد. چنین موادی با مهندسی یک ساختار دوره‌ای با ویژگی‌های قابل مقایسه در مقیاس با طول موج تحقق می‌یابد. مدل‌سازی هر دو سلول واحد جداگانه از چنین ماده‌ای و همچنین مدل‌سازی خصوصیات یک مادۀ شاخص منفی عمده امکان‌پذیر است. این مثال روش صحیح برای مدل‌سازی دامنۀ ماوراءمادی با گذردهی الکتریکی و گذردهی مغناطیسی را نشان می‌دهد.

تعدیل‌کننده ماخ-زندر – Mach-Zehnder Modulator

یک تعدیل­کنندۀ ماخ-زندر برای کنترل دامنۀ یک موج نوری استفاده می‌شود. موجبر ورودی به دو بازوی تداخل‌سنج موجبر تقسیم می‌شود. اگر ولتاژی روی یکی از بازوها اعمال شود، تغییر فاز برای موج عبوری از آن بازو ایجاد می‌شود. هنگامی که دو بازو بازترکیب شوند، اختلاف فاز بین دو موج به یک تعدیل‌گری دامنه تبدیل می‌شود.

مثال آماده کامسول فارسی رایگان

شبیه‌سازی ذخیره‌سازی داده‌های صفحه هولوگرافی – Holographic Page Data Storage Simulation

این مدل یک سیستم ذخیره داده صفحه هولوگرافی را شبیه سازی می‌کند.

مثال آماده کامسول فارسی رایگان

شبکه فولادی شش ضلعی (موج نوری) – (Hexagonal Grating (Wave Optics

یک موج تخت به یک شبکه فولادی شش ضلعی تابشی برخورد کرده است. سلول شبکه فولادی از یک نیم‌کرهۀ بیرون زده تشکیل شده است. ضرایب پراکندگی برای مراتب پراش مختلف برای چند طول موج مختلف محاسبه می‌شود.

پرتو گاوسی فرودی در زاویه بروستر – Gaussian Beam Incident at the Brewster Angle

این مدل خواص قطبش را برای یک حادثه پرتو گاوسی در رابط بین دو رسانه در زاویه Brewster نشان می دهد.

فوتودیود پین GaAs PIN Photodiode – GaAs

این مدل ساده چگونگی استفاده از رابطهای نوری نیمه هادی را نشان می دهد تا از یک ساختار دیود PIN GaAs ساده استفاده شود.

لنز فرنل – Fresnel Lens

این مدل لنزهای Fresnel با سطح 16 و مرتبه اول را با قطر 50 میکرومتر و فاصله کانونی 150 میکرون شبیه سازی می کند. در یک شبیه سازی ، امواج الکترومغناطیسی ، رابط Frequency Domain ، میدان الکتریکی موجود در لنزهای Fresnel و دامنه هوای اطراف آن را که به صفحه کانونی امتداد یافته است محاسبه می کند. در شبیه سازی دوم ، میدان الکتریکی در هواپیمای خروجی درست بالای لنز Fresnel با استفاده از تقریب Fresnel به صفحه کانونی منتقل می شود. سرانجام ، شبیه سازی با استفاده از رابط الکترومغناطیسی موج ، پرتو پاکتها انجام می شود. میدانهای الکتریکی در صفحه کانونی محاسبه شده با سه روش مقایسه می شوند. نتایج در توافق بسیار خوب است.
علاوه بر این ، این مدل مدت زمان شبیه سازی کوتاه رابط موج های الکترومغناطیسی ، Beam Enveles را نشان می دهد ، زیرا می تواند شبیه سازی را با مش درشت انجام دهد.
این مدل همچنین نحوه ساخت و اجرای یک روش مدل را نشان می دهد. هنگامی که یک پارامتر طراحی تغییر کرده است ، روش مدل به طور خودکار هندسه پیچیده را بازسازی می کند.
این پرونده های مدل مربوط به پست وبلاگ است: نحوه تحقق تبدیل فوریه از راه حل های محاسباتی

معادلات فرنل(موج نوری) – (Fresnel Equations (Wave Optics

یک موج الکترومغناطیسی هواپیما که از طریق فضای آزاد پخش می شود ، با زاویه ای از محیط دی الکتریک بی نهایت رخ می دهد.

عدسی‌های کانونی – Focusing Lens

با توجه به تعداد زیاد عناصر مش مشکی مورد نیاز ، لنزهای نوری با اندازه میلی متر به راحتی با امواج الکترومغناطیسی ، رابط دامنه فرکانس در ایستگاههای کاری استاندارد قابل تجزیه و تحلیل نیستند.

شبیه ساز فیبر – Fiber Simulator

سرعت انتقال گیرنده های نوری نسبت به موجبرهای مایکروویو برتری دارد زیرا دستگاه های نوری فرکانس کاری بسیار بالاتری نسبت به مایکروویو دارند و پهنای باند به مراتب بالاتری را ایجاد می کنند.

حفره فابری-پرو – Fabry-Perot Cavity

این نمونه ای از حفره Fabry-Perot ، ساده ترین ساختار تشدید نوری است.

جفت کننده جهت دار – Directional Coupler

دو موجبر نوری جاسازی شده در مجاورت ، یک اتصال دهنده جهت را تشکیل می دهند.

توری پراش – Diffraction Grating

در این مدل از ماژول Wave Optics و ماژول Ray Optics برای مدلسازی اشعه از طریق توری پراش در زوایای مختلف بروز استفاده می شود.

موجبر ورقه‌ای دی‌الکتریک – Dielectric Slab Waveguide

یک موجبر موج بورد دی الکتریک مسطح اصول پشت هر نوع موجبر دی الکتریک مانند یک موجبر الراس یا الیاف گام به گام را نشان می دهد.

تعریف توزیع دی‌الکتریک نگاشت یک ماده (نور موجی) – (Defining a Mapped Dielectric Distribution of a Material (Wave Optics

در این مثال ، خواص مواد مهندسی شده توسط توزیع دی الکتریک با مکانی متفاوت متغیر است.

محاسبه پراکندگی نور از یک سطح ناهموار با یک پوشش فلزی – Computing the Scattering of Light from a Rough Surface with a Metal Coating

این مثالها نشان می دهد که چگونه محاسبه بازتاب کل ، انتقال و جذب نور هنگام رسیدن موج هواپیما ، در طول موج نوری ، روی یک صفحه دی الکتریک با یک پوشش فلزی نازک اتفاق می افتد.

شکافنده پرتو – Beam Splitter

از شکافندۀ پرتو برای تقسیم یک پرتوی واحد از نور به دو قسمت استفاده می‌شود.

تجزیه و تحلیل باند-شکاف یک بلور فوتونی – Band-Gap Analysis of a Photonic Crystal

این مدل انتشار موج را در یک بلور فوتونی که از ستون‌های GaAs تشکیل شده است، مورد بررسی قرار داده است.

پوشش ضد انعکاس، چند لایه – Anti-reflective Coating, Multilayer

ساده‌ترین نمونه یک روکش ضد انعکاس، یک لایۀ طول موج یک‌چهارم است.

پپروژه آماده کامسول comsol

مدل سازی ویژه فرکانس حفره با استفاده از امواج الکترومغناطیسی، رابط پاکت پرتو – Cavity Eigenfrequency Modeling Using the Electromagnetic Waves, Beam Envelopes Interface

این مدل سه روش مختلف برای پیدا کردن خصوصیات خاص خود را از حفره های فلزی مستطیلی نشان می دهد.

پپروژه آماده کامسول comsol

انتشار موج سه بعدی در موجبر سیلیکونی با پیکره بندی شیار و تیغه – 3D Wave Propagation in Silicon Waveguide with Rib and Slot Configurations

یک موجبر سیلیکونی سه¬بعدی با پیکره¬بندی شیار و تیغه تنظیم شده است. مش¬بندی شامل مش با فیزیک کنترل شده است که تعداد مش¬های طولی آن به منظور تجسم نوسان موج به میزان 50 عدد تنظیم شده است.