پروژه های چند فیزیکه
پروژه های الکترومغناطیس
پروژه های مهندسی شیمی
پروژه های سیالات و انتقال حرارت
پروژه های مکانیک سازه و اکوستیک
پروژه های تعامل با نرم افزارهای دیگر
- (۶۸پروژه) کل پروژه ها
- (۶پروژه) ماژول طراحی
- (۴۲پروژه) ماژول ورودی CAD
- (۲پروژه) ماژول ورودی ECAD
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای اتوکد
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای پیتیسی کرئو
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای اینونتور
- (۱پروژه) ارتباط زنده برای متلب
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای پی تی سی پرو اینجینیر
- (۳پروژه) ارتباط زنده برای سالید اج
- (۶پروژه) ارتباط زنده برای سالیدورک
پوشش های ضد انعکاس ریز ساختار برای طول موج های مادون قرمز – Microstructured Antireflecting Coatings for Infrared Wavelengths
طراحی پوشش ضد انعکاس نقش مهمی در افزایش انتقال نور مادون قرمز دارد که از طریق ساختارهای نوری مانند لنز و پنجره منتشر می شود.
RCS یک کره فلزی با استفاده از روش عنصر مرزی (اپتیک موج) – RCS of a Metallic Sphere Using the Boundary Element Method (Wave Optics)
این مدل فرآیند ارزیابی سطح مقطع راداری (RCS) یک کره فلزی را از طریق استفاده از روش المان مرزی (BEM) نشان میدهد. با استفاده از یک صفحه تقارن عمودی که موازی با قطبش میدان پسزمینه تصادفی است، این مدل هزینههای محاسباتی را کاهش میدهد. مقادیر RCS محاسبه شده با مقادیر تحلیلی در منطقه Mie RCS مقایسه می شود.
تابش میدان دور با یک بستر – Far-Field Radiation With a Substrate
این ورودی گالری برنامه نشان می دهد که چگونه تشعشعات میدان دور را می توان در صورت وجود یک بستر محاسبه کرد. دو رویکرد نشان داده شده است. یک فرم ساده شده که برای دو حوزه همگن کار می کند و یک رویکرد کلی که می تواند چندین لایه ناهمگن را مدیریت کند.
پراکندگی و موج هایپربولیک در یک متاماده لایه ای فلز-دی الکتریک – Dispersion and Hyperbolic Wave in a Metal–Dielectric Layered Metamaterial
پراکندگی مودال در یک فراماده را می توان با تغییر نوع ماده و ابعاد سلول های واحد سازنده مهندسی کرد.
آنتن نوری Yagi–Uda – Optical Yagi–Uda Antenna
محاسبات نوری یک الگوی نویدبخش جایگزین کامپیوترهای الکترونیکی فعلی بوده است. این مدل یک دستگاه ضرب ماتریس واحد نوری ۴ در ۴ را بر اساس شبکه ای از شش تداخل سنج ماخ زندر (MZI) شبیه سازی می کند.
پوشاندن یک پراکنده استوانه ای با گرافن (اپتیک موج) – Cloaking of a Cylindrical Scatterer with Graphene (Wave Optics)
در این مدل، ما یک روش پوشش با استفاده از یک تک لایه گرافن تنظیم شده الکتریکی را معرفی میکنیم. ما نشان خواهیم داد که وقتی یک پراکنده دی الکتریک استوانه ای با گرافن پوشانده می شود، سطح مقطع پراکندگی در فرکانس تعیین شده بسیار کاهش می یابد و آن را از نظر الکترومغناطیسی نامرئی می کند.
تعریف توزیع دی الکتریک نگاشت شده یک ماده (اپتیک موج) – Defining a Mapped Dielectric Distribution of a Material (Wave Optics)
در این مثال، خواص یک ماده مهندسی شده توسط توزیع دی الکتریک از نظر مکانی متغیر مدل شده است. به طور خاص، یک شکل عدسی محدب از طریق تغییر شکل شناخته شده یک دامنه مستطیلی تعریف می شود. توزیع دی الکتریک بر روی دامنه مستطیل شکل اصلی تغییر شکل نیافته و بر روی شکل تغییر شکل یافته عدسی ترسیم می شود. اگرچه شکل عدسی تعریف شده در اینجا محدب است، توزیع دی الکتریک باعث واگرایی پرتو فرودی می شود.
پوشش پیشرفته برای آینه میکروالکترومکانیکی – Enhanced Coating for a Microelectromechanical Mirror
این مثال نحوه بهینه سازی ضخامت مواد پوشش آینه ای سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) را برای حداکثر بازتاب نشان می دهد. برای کاهش زمان شبیهسازی، از یک شرط مرزی امپدانس لایهای برای مدلسازی مواد پوشش نازک در بالای آینه فلزی استفاده میشود.
دستگاه ضرب ماتریس واحد نوری بر اساس شبکه MZI – Optical Unitary Matrix Multiplication Device Based on MZI Network
محاسبات نوری یک الگوی نویدبخش جایگزین کامپیوترهای الکترونیکی فعلی بوده است. این مدل یک دستگاه ضرب ماتریس واحد نوری ۴ در ۴ را بر اساس شبکه ای از شش تداخل سنج ماخ زندر (MZI) شبیه سازی می کند.
مدلسازی ضریب شکست منفی (اپتیک موج) – Modeling a Negative Refractive Index (Wave Optics)
می توان ساختار مواد را طوری مهندسی کرد که هم گذردهی و هم نفوذپذیری منفی باشد. چنین موادی با مهندسی ساختار تناوبی با ویژگی های قابل مقایسه در مقیاس با طول موج محقق می شوند. مدلسازی سلولهای واحد منفرد چنین مادهای و همچنین مدلسازی ویژگیهای یک ماده با شاخص منفی توده امکانپذیر است. این مثال روش صحیح مدلسازی دامنه فراماده با گذردهی و نفوذپذیری منفی توده را نشان میدهد.
موجبر S-Bend – Waveguide S-Bend
این مدل نحوه شبیه سازی انتشار امواج هدایت شده را در یک موجبر نوری دی الکتریک S-bent نشان می دهد. این مدل نشان میدهد که تقریب فاز، مورد نیاز امواج الکترومغناطیسی، رابط پوشش پرتو، میتواند با حل یک معادله دیفرانسیل جزئی اضافی به صورت عددی محاسبه شود.
سوئیچینگ درون صفحه سلول کریستال مایع – In-Plane Switching of a Liquid Crystal Cell
این مدل قابلیت سوئیچینگ یک سلول نمایشگر کریستال مایع (LC) را در پیکربندی سوئیچینگ درون هواپیما (IPS) نشان می دهد.
بهینه سازی یک کریستال فوتونیک برای فیلتر کردن سیگنال – Optimization of a Photonic Crystal for Signal Filtering
این مدل بر اساس مدل بلور فوتونیک، که در آن ساختار بلوری فوتونی مورد مطالعه قرار می گیرد، ساخته شده است. این ساختار دارای یک شکاف باند است، بنابراین فقط امواج در یک محدوده فرکانس خاص از طریق هندسه راهنمای مشخص شده منتشر می شوند.
موجبر با Scatterer – Waveguide with Scatterer
این مدل شامل یک موجبر دال دی الکتریک با یک جسم فلزی کوچک در نزدیکی آن است. جسم باعث می شود نور پراکنده شود، جذب شود و هم در طول موجبر منعکس شود و هم منتقل شود.
بهینه سازی پهنای باند پوشش ضد انعکاس ریزساختار – Broadband Optimization of Microstructured Antireflecting Coating
این مدل بهینهسازی پهنای باند را برای پوششهای ضد انعکاس ریز ساختاری که در مدل (#۹۹۰۱۱) مدلسازی شدهاند، نشان میدهد.
پراکنده بر روی بستر با استفاده از میدان پس زمینه تحلیلی – Scatterer on Substrate Using Analytic Background Field
این مثال استفاده از فرمول Scattered Field را برای محاسبه پراکندگی نور از یک پراکنده منفرد در بالای یک نیمه فضای دی الکتریک نشان می دهد. از معادلات تحلیلی فرنل برای طراحی زمینه پس زمینه استفاده می کند.
سه مورد برای یک کریستال فوتونیک ۱ بعدی – Three Cases for a 1D Photonic Crystal
در این مدل، یک تحلیل فرکانس ویژه برای ارائه یک تجزیه و تحلیل باند شکاف از یک کریستال فوتونی چند لایه ۱ بعدی که تا بی نهایت در جهت +/- y گسترش مییابد انجام میشود.
فیلتر رنگ پلاسمونیک شش ضلعی – Hexagonal Plasmonic Color Filter
این مدل نشان می دهد که چگونه می توان شبیه سازی یک فیلتر رنگی جذب کننده باند استاپ را بر اساس یک آرایه شش ضلعی از سوراخ ها در یک لایه آلومینیومی نازک انجام داد. ساختار به صورت شش ضلعی تناوبی است اما این مثال همچنین نحوه تنظیم مدل را به صورت دوره ای مستطیلی نشان می دهد.
بازتاب کل داخلی – Total Internal Reflection
فرمول دو طرفه رابط Beam Envelopes نه تنها برای شبیهسازی موج ضد انتشار بلکه برای امواجی که تا دو جهت منتشر میشوند نیز قابل استفاده است.
مدلسازی دامنه زمانی رسانههای پراکنده درود-لورنتس (اپتیک موج) – Time-Domain Modeling of Dispersive Drude–Lorentz Media (Wave Optics)
این آموزش نشان می دهد که چگونه معادله موج وابسته به زمان کامل را در رسانه های پراکنده مانند پلاسما و نیمه هادی ها حل کنیم.
تجزیه و تحلیل پراکندگی موج صفحه ای سریع و کارآمد مدل های متقارن محوری دوبعدی – Fast and Efficient Plane Wave Scattering Analysis of 2D Axisymmetric Models
شبیهسازی پراکندگی الکترومغناطیسی برای یک جسم با تقارن دورانی پیوسته میتواند در تقارن محوری دو بعدی به جای سه بعدی انجام شود تا زمان و منابع محاسباتی به شدت کاهش یابد. این مدل نشان می دهد که چگونه می توان با استفاده از انبساط موج صفحه در مختصات استوانه ای، فرود دلخواه موج صفحه را در مدل های متقارن محوری دوبعدی شبیه سازی کرد.
اپلیکیشن طراحی Metalens – Metalens Design App
این یک برنامه شبیه سازی ساده و در عین حال قدرتمند برای طراحی فلزات بازتابنده دو بعدی است.
شبیه سازی انتشار و پراکندگی پلاسمون پلاریتون سطح فلز-هوا – Simulation of Metal–Air Surface Plasmon Polariton Propagation and Dispersion
امواج الکترومغناطیسی که برای انتشار در امتداد یک سطح محدود می شوند، مانند پلاریتون های پلاسمون سطحی (SPPs)، به دلیل کاربردهای بالقوه آنها در دستکاری نور در مقیاس نانو، مورد توجه تحقیقاتی زیادی هستند.
پرتو حرکت زاویه ای مداری – Orbital Angular Momentum Beam
این مدل شکلدهی پرتو گاوسی به لاگر گاوسی را با رابط Beam Envelopes، فرمولبندی موج یکطرفه، شبیهسازی میکند. پرتو ورودی یک پرتو گاوسی متمرکز با فاز مارپیچی توپولوژیکی است.
مشخص است که این ماسک فاز یک پرتو گاوسی را به یک پرتو دونات تبدیل می کند. با انتشار پرتو، فاز حول محور نوری می چرخد. بنابراین پرتو حاصل را پرتو گردابی می نامند که معمولاً با پرتو لاگر-گاوسی نشان داده می شود.
بهینه سازی یک کریستال فوتونیک برای Demultiplexing – Optimization of a Photonic Crystal for Demultiplexing
این مدل انتشار دو باند فرکانسی را در یک بلور فوتونیک با سه پورت شبیه سازی می کند. کریستال در ابتدا متقارن است، به طوری که دو باند فرکانسی به طور مستقیم به هر یک از درگاه های خروجی یکسان هستند. این مدل موقعیت ستون ها را بهینه می کند تا دو باند فرکانسی به پورت های خروجی مختلف بروند.
Metasurface Beam Deflector – منحرف کننده پرتو متاسرفیس
این مدل نشان می دهد که چگونه می توان یک منحرف کننده پرتو فراسطحی را که از شکست غیرعادی استفاده می کند، شبیه سازی کرد.
فیلتر شکافی تشدید کننده حلقه نوری سه بعدی – Optical Ring Resonator Notch Filter 3D
این مثال خواص طیفی یک تشدید کننده حلقه نوری سه بعدی را محاسبه می کند. این مدل نحوه استفاده از قطعات کتابخانه قطعات اپتیک موج و نحوه تنظیم شرایط مرزی تداوم میدان را در مرزها نشان میدهد، جایی که یک جهش در تقریب فاز از پیش تعریفشده وجود دارد.
تحلیل زمان تا فرکانس FFT یک بازتابنده براگ توزیع شده – Time to Frequency FFT Analysis of a Distributed Bragg Reflector
این مدل نحوه تنظیم یک مطالعه FFT دامنه زمانی به فرکانس را برای ساختار بازتابنده براگ توزیع شده (DBR) نشان میدهد.
موجبر مخروطی – Tapered Waveguide
یک ساختار موجبر نوری مخروطی برای تطبیق دو موجبر با مقاطع هندسی متفاوت و/یا پارامترهای مواد مختلف استفاده می شود. موجبر مخروطی یک مقطع هندسی در صفحه ورودی و یک مقطع دیگر در صفحه خروجی دارد.
توری شش ضلعی (اپتیک موج) – Hexagonal Grating (Wave Optics)
یک موج صفحه بر روی یک شبکه شش ضلعی منعکس کننده برخورد می کند. سلول توری از یک نیمکره بیرون زده تشکیل شده است. ضرایب پراکندگی برای مرتبه های پراش مختلف برای چند طول موج مختلف محاسبه می شود.
محاسبات آستانه برای لیزرهای ساطع کننده سطح عمودی با حفره (VCSEL) – Threshold Gain Calculations for Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs)
یک مطالعه فرکانس ویژه برای یافتن فرکانس رزونانس و افزایش آستانه برای یک لیزر ساطع کننده سطحی حفره عمودی با اکسید محدود، مبتنی بر GaAs، استفاده میشود.
معادلات فرنل (اپتیک موج) – Fresnel Equations (Wave Optics)
یک موج الکترومغناطیسی صفحه ای که در فضای آزاد منتشر می شود، با زاویه ای بر یک محیط دی الکتریک بی نهایت برخورد می کند. این مدل ضرایب بازتاب و انتقال را محاسبه می کند و نتایج را با معادلات فرنل مقایسه می کند.
طنین انداز حالت گالری Whispering – Whispering Gallery Mode Resonator
میکروکره های دی الکتریک می توانند حالت های گالری پچ پچ را با فاکتورهای کیفیت نوری بالا پشتیبانی کنند. این مدل نحوه محاسبه حالت های ویژه و فرکانس های تشدید را نشان می دهد.
دومین نسل هارمونیک در حوزه فرکانس – Second Harmonic Generation in the Frequency Domain
تولید تابش لیزر در بخش با طول موج کوتاه از بخش مرئی و نزدیک به مرئی طیف الکترومغناطیسی دشوارتر از بخش طول موج بلند است.
حالت های نشتی در یک فیبر نوری ریزساختار – Leaky Modes in a Microstructured Optical Fiber
یک مطالعه تحلیل حالت برای یافتن شاخصهای مؤثر پیچیده برای فیبر نوری ریزساختار (MOF)، که از سوراخهای هوا در میزبان سیلیس تشکیل شده است، استفاده میشود. از آنجایی که ضریب موثر کوچکتر از ضریب شکست مواد پس زمینه سیلیس است، حالت ها نشتی دارند.
رزوناتور Fabry–Pero – Fabry–Perot Resonator
تشدید کننده Fabry-Pero یکی از دستگاه های نوری اساسی است و طیف وسیعی از کاربردها را دارد. چند مثال این است که می توان از آن برای اندازه گیری طول، فرکانس/طول موج یا فیلتر حالت های فضایی خاص استفاده کرد.
کوپلینگ فیبر به فیبر تک حالته – Single Mode Fiber-to-Fiber Coupling
متمرکز کردن پرتو لیزر بر روی نوک فیبر تک حالته یک روش معمول برای جفت کردن نور است.
شبیه سازی انتشار و پراکندگی SPP – Simulating SPP Propagation and Dispersion
پلاریتون پلاسمون سطحی (SPP) و همچنین انواع دیگر امواج الکترومغناطیسی سطحی به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد و پتانسیل های کاربردی بسیار مورد توجه است.
توری سیم پلاسمونیک (اپتیک موج) – Plasmonic Wire Grating (Wave Optics)
مدارهای مبتنی بر پلاسمون سطحی در کاربردهایی مانند تراشههای پلاسمونیک، تولید نور و نانولیتوگرافی استفاده میشوند. کاربرد آنالایزر گریتینگ سیم پلاسمونیک ضرایب شکست، انعکاس چشمی، و پراش مرتبه اول را به عنوان تابعی از زاویه برخورد برای یک شبکه سیم پلاسمونیک روی یک بستر دی الکتریک محاسبه می کند.
مدولاتور Mach–Zehnder – Mach–Zehnder Modulator
یک مدولاتور Mach-Zehnder برای کنترل دامنه یک موج نوری استفاده می شود. موجبر ورودی به دو بازوی تداخل سنج موجبر تقسیم می شود. اگر در یکی از بازوها ولتاژ اعمال شود، برای موجی که از آن بازو می گذرد، تغییر فاز القا می شود. هنگامی که دو بازو دوباره ترکیب می شوند، اختلاف فاز بین دو موج به یک مدولاسیون دامنه تبدیل می شود.
جذب کامل گرافن متامتریال – Graphene Metamaterial Perfect Absorber
گرافن، اتمهای کربن که در یک شبکه دو بعدی شش ضلعی چیده شدهاند، از زمان کشف تجربی آن در حدود دو دهه پیش، علاقههای تحقیقاتی و کاربردی فوقالعادهای را برانگیخته است. این ماده جادویی علاوه بر نازک بودن، دارای خواص جالب زیادی از جمله رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، الاستیسیته بالا، استحکام مکانیکی بالا و غیره است. در میان کاربردهای مختلف، یک زمینه امیدوارکننده، دستگاههای الکترواپتیکی مبتنی بر گرافن، مانند آشکارسازهای نوری، فتودیودها و فرامواد است.
پرتو گاوسی روی یک ساختار تناوبی – Gaussian Beam on a Periodic Structure
این نشان می دهد که چگونه یک پرتو گاوسی بر روی یک ساختار تناوبی می تواند به طور موثر شبیه سازی شود. این می تواند برای سطوح ساختاری مانند سطوح متاسطح یا توری های پراش اعمال شود.
به دلیل برهم نهی، تنها یک سلول واحد نیاز به شبیه سازی دارد.
اتاق روشن نشدنی پنروز – The Penrose Unilluminable Room
سوال جالبی در دهه ۱۹۵۰ توسط ریاضیدان ارنست اشتراوس مطرح شد که آیا در یک اتاق خالی با شکل دلخواه با دیوارهای جانبی ساخته شده از آینه های کامل، آیا یک منبع نور نقطه ای همیشه کل اتاق را روشن می کند؟ این سوال توسط ریاضیدان برنده جایزه نوبل، سر راجر پنروز پاسخ داده شد و از این رو طرح او “اتاق غیر روشن پنروز” نامیده می شود. با این حال، آیا اتاق روشن نشدنی پنروز واقعا غیر قابل روشن شدن است؟ در این مدل آموزشی، خواهیم دید که آیا این مورد است یا خیر و در مورد فرض اساسی اپتیک پرتو بحث خواهیم کرد.
انتشار پرتو بر اساس یک موج الکترومغناطیسی صفحه – Ray Release Based on a Plane Electromagnetic Wave
این آموزش نشان می دهد که چگونه می توان یک رهاسازی پرتو را بر اساس میدان الکتریکی فرودی در یک مرز تنظیم کرد.
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.
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.
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.
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.
خمش فیبر گام شاخص – Step-Index Fiber Bend
در قسمت اول برنامه حالتهای فیبر گام شاخص مستقیم ساخته شده از شیشۀ سیلیس محاسبه میشود.
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 (۳٫۴۸~) در مجاورت شیاری با ضریب شکست ضعیف قرار گرفته است (۱٫۴۴~). تجزیه و تحلیل حالت در یک مقطع دوبعدی از یک موجبر شیار برای طول موج عملیاتی ۱٫۵۵ 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.
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.
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.
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.
پراکندهساز در بستر – Scatterer on Substrate
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.
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.
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.
فیلتر موجبر پلاسمونی – Plasmonic Waveguide Filter
این مثال از فیلتر موجبر پلاسمونی نشان میدهد که موجبر تابش الکترومغناطیسی طول موج بین ۱٫۴ و ۱٫۶ 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∞ = ۳٫۷، ωp = 13.8 rad/s و γ = ۲٫۷۳۶ 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 ۹ ، شکل ۴ مطابقت دارد. شعاع سوراخ از ۰٫۲۳ میکرومتر تا ۴٫۶۹ 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 ۵/۰ الی ۴ 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.
شبیهسازی ذخیرهسازی دادههای صفحه هولوگرافی – Holographic Page Data Storage Simulation
این مدل یک سیستم ذخیره داده صفحه هولوگرافی را شبیه سازی میکند.
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 ۱۶ و مرتبه اول را با قطر ۵۰ میکرومتر و فاصله کانونی ۱۵۰ 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.
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.
انتشار موج سه بعدی در موجبر سیلیکونی با پیکره بندی شیار و تیغه – ۳D 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 ۵۰ عدد تنظیم شده است.