COMSOL Wave Optics Module 6.3
DESCRIPCIÓN
Wave Optics Module es un módulo de COMSOL útil para el diseño y la simulación precisa de componentes ópticos. Proporciona herramientas dedicadas para propagación de ondas electromagnéticas en medios ópticos lineales y no lineales.
CARACTERÍSTICAS
El módulo Wave Optics Module proporciona herramientas dedicadas para propagación de ondas electromagnéticas en medios ópticos lineales y no lineales para simulación precisa de componentes y optimización del diseño. El innovador método Beam Envelopes Method para propagación de ondas electromagnéticas completas supera la necesidad de las tradicionales aproximaciones, discretizando directamente las ecuaciones de Maxwell. En este caso, el campo eléctrico se expresa como el producto de una función envolvente que varía lentamente y una función de fase exponencial que varía rápidamente. Esto permite simulaciones precisas de grandes sistemas ópticos donde las dimensiones de la geometría pueden ser mucho mayores que la longitud de onda, y donde las ondas de luz no pueden ser aproximadas por rayos. Los métodos de propagación electromagnética de ondas completas convencionales, también disponibles en el módulo, son complementados con el método de envolventes de haz Beam Envelopes Method.
El soporta para índices de refracción anisótropos genéricos, tensores de permitividad o permeabilidad permite la simulación de propagación de ondas a través de medios ópticos que incluyen materiales giromagnético o metamateriales con propiedades de ingeniería. El módulo Wave Optics Module dispone de varias formulaciones 2D y 3D para análisis modal de frecuencias propias, simulación EM en el dominio de la frecuencia o en el dominio temporal.
Entre las valiosas características adicionales del módulo Wave Optics Module se incluyen estructuras periódicas Floquet con modos de difracción de alto orden, modelos de materiales espacialmente variables con valores complejos, capas perfectamente acopladas (PML), condiciones de contorno de puerto y dispersión, cálculo de parámetros S y los mejores resolvedores disponibles. Es sencillo simular sensores ópticos, metamateriales, fibras ópticas, acopladores bidireccionales, dispositivos plasmónicos, procesos ópticos no lineales en fotónica, e incluso la propagación de haces láser con las características incluidas en el módulo.
SECTORES
Algunas de las principales aplicaciones del módulo pueden ser:
- Acopladores
- Rejillas Bragg de fibra
- Fibra óptica
- Generación armónica con mezcla de frecuencias
- Óptica integrada
- Calentamiento láser
- Láseres y amplificadores/li>
- Óptica no lineal
- Litografía óptica
- Dispersión óptica
- Sensores ópticos
- Optoelectrónica
- Dispositivos fotónicos
- Fibras de cristal fotónico
- Diseño de láseres (barra, placa, disco)
- Dispersión de nanopartículas
- Dispersión de superficie
- Guías de onda
VERSIONES
6.3
NOVEDADES
La versión 6.3 de COMSOL Multiphysics simplifica el modelado de estructuras periódicas, incorpora herramientas para calcular propiedades de absorción, dispersión y extinción ópticas, y mejora las capacidades de absorción de ondas, permitiendo que las ondas dispersas se absorban en cualquier dirección especificada.
Nueva función de estructura periódica
La nueva función Periodic Structure, disponible como condición de dominio en la interfaz Electromagnetic Waves, Frequency Domain, simplifica el modelado de estructuras periódicas. Al añadir esta función y seleccionar el límite del puerto excitado, se configuran automáticamente los puertos y las condiciones periódicas necesarios. La función incluye configuraciones similares a las que se utilizan para las funciones de puerto Periodic.
La función Periodic Structure agrega de forma predeterminada todas las características relevantes, como puertos y condiciones periódicas, como subnodos.
Se ha añadido la función de cálculo de sección transversal a la interfaz Electromagnetic Waves, Frequency Domain Interface
La función Cross Section Calculation se ha añadido a la interfaz Electromagnetic Waves, Frequency Domain para la formulación del campo disperso. Permite un cálculo preciso de las secciones transversales de dispersión, absorción y extinción cuando se utiliza una onda plana como configuración para el Background electric field. Las variables de sección transversal son accesibles como variables globales para los nodos de subparcela en el menú Reemplazar expresión en la categoría Secciones transversales. Esta función se muestra en los modelos tutoriales Scatterer on Substrate y Optical Scattering off a Gold Nanosphere.
Para calcular las variables de la sección transversal de un dispersor, se aplica la función Cross Section Calculation al dispersor.
Condición de contorno adaptada añadida a la interfaz Electromagnetic Waves, Frequency Domain
Se ha añadido la funcionalidad Matched Boundary Condition a la interfaz Electromagnetic Waves, Frequency Domain, lo que hace que los límites sean transparentes para las ondas con una dirección de dispersión conocida, lo que minimiza las reflexiones. En los escenarios con un campo incidente, se puede utilizar un subnodo Reference Point para definir la fase de la onda incidente. Esta función se muestra en el modelo tutorial Refraction of Light Through an Optical Prism.
Nuevos modelos tutoriales
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Dispersion and Hyperbolic Wave in a Metal–Dielectric Layered Metamaterial
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Refraction of Light Through an Optical Prism
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SPP Excitation via Otto and Kretschmann Configuration
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Simulation of Dispersion and Surface Plasmon Polariton in Thin Metal Embedded in Dielectrics
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Waveguide with Scatterer
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Acousto-Optic Modulator
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6.2
NOVEDADES
Mejoras de rendimiento para la interfaz Electromagnetic Waves, Boundary Elements
En la configuración de la interfaz Electromagnetic Waves, Boundary Elements ahora es posible seleccionar planos de simetría para reducir el tiempo de cálculo. La configuración de simetría también controla los cálculos de campo lejano y el mallado controlado por la física. El nuevo modelo RCS of a Metallic Sphere Using the Boundary Element Method (RF) muestra esta funcionalidad.
Además, las simulaciones del método de elementos de contorno (BEM) en clústeres son hasta 2,5 veces más rápidas que en versiones anteriores. Si también incluye el efecto de reducir el modelo usando un plano de simetría, los tiempos de simulación son hasta 4 veces más rápidos. Además, se ha mejorado significativamente el equilibrio de carga y memoria para los modelos BEM que se ejecutan en clústeres.
Cálculo de la sección transversal del radar biestático (RCS), aspecto frontal, utilizando un modelo de tamaño medio soportado por un plano de simetría de conductor magnético perfecto (PMC).
Funciones nuevas y mejoradas en la interfaz Electromagnetic Waves, Boundary Elements
Las condiciones Impedance Boundary Condition y Layered Impedance Boundary Condition se han añadido a la interfaz Electromagnetic Waves, Boundary Elements. Estas condiciones de contorno manejan dominios exteriores metálicos y dominios exteriores metálicos cubiertos por una estructura en capas, respectivamente. Puede verse esta nueva incorporación en el modelo tutorial Modeling of Dipole Antenna Array Using the Boundary Element Method.
La característica predeterminada, Wave Equation, Electric, ahora incluye todas las opciones estándar del modelo de Electric displacement field, como Relative permittivity, Refractive Index, Dielectric Loss, etc. Esto simplifica el uso de diferentes materiales y admite diferentes modelos de materiales.
Para caracterizar las superficies metálicas de un conjunto de antenas dipolo con conductividad finita, se aplica la condición de contorno de impedancia.
Propagación de ondas a través de cristales líquidos
Un nuevo modelo de tutorial demuestra la capacidad de conmutación de una celda de visualización de cristal líquido (LC) en una configuración de conmutación en plano (IPS). El modelo de Oseen-Frank se utiliza para resolver la distribución del director LC (eje óptico) cuando se aplica un campo eléctrico estático. Se utiliza una interfaz basada en ecuaciones para definir la ecuación de Oseen-Frank, mientras que la interfaz Electrostatics se utiliza para resolver la distribución del potencial eléctrico. Para el material LC anisotrópico no homogéneo dado, se realiza una simulación de onda completa utilizando la interfaz Electromagnetic Waves, Frequency Domain.
Las flechas muestran la distribución del director nemático del cristal líquido (eje óptico). Los colores representan la distribución del potencial eléctrico y las líneas de corriente representan el campo eléctrico.
Campo de entrada Incident Wave Direction para haces gaussianos
Cuando se utiliza la opción de entrada de Gaussian beam en las funcionalidades Scattering Boundary Condition y Matched Boundary Condition en la interfaz Electromagnetic Waves, Beam Envelopes, hay un nuevo campo de entrada Incident wave direction. Este campo de entrada especifica la dirección de propagación principal para el haz gaussiano incidente, lo que permite una mayor flexibilidad al especificar haces de entrada gaussianos con distribuciones complejas y no homogéneas de vectores de onda en el nodo de interfaz.
Conductividad eléctrica añadida a los modelos de dispersión de Drude-Lorentz y Debye
Los modelos de dispersión Drude-Lorentz y Debye ahora tienen mayor flexibilidad, lo que permite una entrada separada de la conductividad eléctrica.
Elementos de orden superior
En esta versión, ahora se pueden utilizar elementos curl de hasta séptimo orden en la interfaz Electromagnetic Waves, Frequency domain y Electromagnetic Waves, Transient.
Simetría cíclica para condición periódica
Se ha añadido Cyclic symmetry como una opción de periodicidad a la funcionalidad Periodic Condition. Esta opción proporciona la capacidad de realizar simulaciones de un sector de un modelo cíclicamente simétrico, completo, en oposición al modelo completo, reduciendo tiempo de cálculo.
El campo eléctrico en dirección radial para dipolos eléctricos dispuestos cíclicamente. El gráfico de la izquierda muestra la solución completa y el gráfico del medio muestra una revolución completa de los resultados de la simulación para un solo sector (el gráfico más a la derecha). Se utilizó un conjunto de datos del sector en el gráfico central para lograr la generación de datos.
Malla controlada por la física en el dominio del tiempo
Las interfaces en el dominio del tiempo, Electromagnetic Waves, Transient y Electromagnetic Waves, Time Explicit ahora brindan sugerencias de malla controladas por la física basadas en el contenido de frecuencia o longitud de onda de una simulación.
El tamaño máximo de malla está determinado por la frecuencia de interés primario.
Factor de matriz uniforme hexagonal
El factor de matriz uniforme hexagonal estima rápidamente el diagrama de radiación de campo lejano de arrays de antenas en una rejilla triangular. En la versión 6.2, los arrays de antenas hexagonales proporcionan lóbulos laterales más bajos, un rendimiento más robusto con mejor resolución, menor ruido espacial y una cobertura más amplia.
Se puede estimar rápidamente un conjunto de antenas de 169 elementos mediante un modelo periódico de celda unitaria combinado con el nuevo factor de conjunto uniforme hexagonal.
Variables de norma instantáneas para cantidades vectoriales
Hay nuevas variables que se pueden añadir al formulario phys.normXi = sqrt(real(X x)^2+real(Xy)^2+real(Xz)^2), donde phys es un marcador de posición para cualquier etiqueta física, como ewfd, y X es un marcador de posición para una cantidad física, como un campo eléctrico (E), un campo magnético (H), etc. Estas variables son especialmente útiles al visualizar ondas vectoriales armónicas en el tiempo.
Impedancia de superficie definida por el usuario
En las funciones Impedance Boundary Condition y Layered Impedance Boundary Condition, ahora es posible introducir directamente una impedancia de superficie. Anteriormente, la impedancia de la superficie se calculaba indirectamente a partir de las propiedades del material definidas en el límite o en la configuración de las entidades. Esto simplifica el proceso de modelado para problemas en los que es menos relevante utilizar materiales reales para modelar el dominio exterior.
Actualizaciones de la biblioteca de materiales ópticos
Dentro de la biblioteca de materiales Optical, disponible en el módulo Ray Optics Module y el módulo Wave Optics Module, se han añadido más de 90 nuevos vidrios de CDGM Glass Co., Ltd. Los nuevas vidrios contienen todas las propiedades necesarias para realizar análisis de rendimiento estructural-térmico-óptico (STOP).
Nuevos modelos tutoriales
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In-Plane Switching of a Liquid Crystal Cell |
Metasurface Beam Deflector |
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RCS of a Metallic Sphere Using the Boundary Element Method |
Simulation of Metal–Air Surface Plasmon Polariton Propagation and Dispersion |
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Waveguide S-Bend |
6.1
NOVEDADES
Wave Optics Module 6.1 introduce funcionalidad de dispersión dieléctrica, el campo de fondo de onda plana polarizada linealmente en simetría axial 2D y nuevos modelos tutoriales.
Dispersor dieléctrico en la interfaz de ondas electromagnéticas, elementos de contorno
La interacción de ondas electromagnéticas con objetos dieléctricos ahora está soportada con el método de los elementos de contorno, incluyendo el cálculo de las propiedades de dispersión en campo lejano asociadas. Esta nueva funcionalidad está disponible en la interfaz Electromagnetic Waves, Boundary Elements. Requiere añadir un nodo Ecuación de onda eléctrica a cada dominio de dispersor dieléctrico. Además, se puede añadir un nodo de Cálculo de campo lejano para evaluar cantidades de campo lejano, como la amplitud de dispersión. Puede verse esta funcionalidad en el nuevo modelo "Optical Yagi-Uda Antenna".
Un segundo nodo Wave Equation, Electric es seleccionado en la ventana del Constructor del modelo, representando dispersores de aluminio. El primer nodo Wave Equation, Electric representa el dominio del aire infinito.
Condición de contorno de impedancia por capas
Una nueva funcionalidad permite modelar múltiples capas finas sobre un sustrato con poca profundidad de efecto pelicular como capas dieléctricas finas sobre una superficie metálica. Estas capas finas pueden describirse utilizando la funcionalidad Layered Impedance Boundary Condition, disponible en la interfaz Ondas electromagnéticas, dominio de la frecuencia. Requiere combinar un Material en capas en el nodo global Materiales y un Enlace de material en capas en el nodo Materiales.
Condición de contorno de transición en capas
La condición de contorno Layered Transition Boundary Condition en la interfaz Ondas electromagnéticas, dominio de la frecuencia ahora también ha sido añadida ahora a la interfaz Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos. Layered Transition Boundary Condition también ha sido actualizada para incluir todos los modelos materiales que están disponibles para la Condición de contorno de transición, que simplifica la definición de los parámetros del material para la condición de contorno.
Campo de fondo Onda plana polarizada linealmente en simetría axial 2D
El tipo de onda de fondo Onda plana linealmente polarizada con polarización arbitraria y ángulo de incidencia, ahora está disponible para simetría axial 2D y utiliza un método de expansión. Es adecuado para modelar la dispersión de cuerpos de revolución bajo excitación de onda plana. Cuando se compara con el modelado del mismo problema en 3D, el modelo axisimétrico 2D utiliza significativamente mucha menos memoria y tiempo, especialmente para dispersores eléctricamente grandes, y facilita el uso de una malla más densa para mejorar la precisión. Al utilizar el campo de fondo Onda plana linealmente polarizada en simetría axial 2D, se añade automáticamente un barrido auxiliar del número de modo acimutal. Para construir la solución completa, se require la suma en postprocesado sobre la contribución de cada modo acimutal. Puede verse esta funcionalidad en el nuevo modelo tutorial "Cloaking of a Cylindrical Scatter with Graphene (RF)".
Nueva funcionalidad de simetría plana fácil de utilizar
La funcionalidad Plano de simetría simplifica la definición de planos de simetría de conductor eléctrico perfecto (PEC) y conductor magnético perfecto (PMC). Esta función se utiliza en lugar de las condiciones de contorno Perfect Electric Conductor y Perfect Magnetic Conductor cuando se reduce el tamaño del modelo por consideraciones de simetría. Además, la información sobre el tipo y la ubicación de las características del plano de simetría se utiliza al calcular campos lejanos y al definir campos de modo de Puerto analítico e impedancia de Puerto concentrado.
El uso de los nodos del plano de simetría en el modelo tutorial Optical Scattering of a Gold Nanosphere tutorial model.
Acoplamiento multifísicos Método de elementos finitos (FEM)- Método de elementos de contorno (BEM)
Una nueva funcionalidad de acoplamiento FEM-BEM simplifica la configuración de modelos híbridos FEM-BEM para ondas electromagnéticas. Está disponible en el Model Wizard como una interfaz multifísica de Electromagnetic Waves, FEM-BEM, que combina las interfaces de Ondas electromagnéticas, dominio de frecuencia y Electromagnetic Waves, Boundary Elements con una nueva funcionalidad de acoplamiento multifísico Electric Field Coupling.
Opción de puerto de formulación débil
Cuando se expande el campo eléctrico en un contorno de puerto, la nueva formulación de puerto Weak añade una variable dependiente escalar para el coeficiente de expansión (el parámetro S) y entonces resuleve los parámetros S y el campo eléctrico tangencial en los contornos utilizando únicamente una expresión débil. Como no se utilizan restricciones, esta formulación elimina completamente el paso de eliminación de restricciones cuando resuelve, lo que lleva a cálculos más eficientes. Esta nueva formulación de puerto reemplaza a la formulación de puerto libre de restricciones que se introdujo en la versión 6.0.
Formulación covariante en simetría axial 2D
En la formulación axisimétrica 2D, es beneficioso formular la variable dependiente fuera de plano como
lo que se conoce como Formulación covariante. Aquí Ψ es la variable dependiente y r es la coordenada radial. La componente de campo eléctrico fuera de plano se calcula como
La formulación covariante tiene un rendimiento mejor en términos de estabilidad numérica y precisión. En comparación con versiones anteriores, las simulaciones de frecuencias propias pueden devolver menores frecuencias propias; sin embargo, las soluciones devueltas tienen mejor precisión, y se obtienen menos soluciones espúreas.
Esta formulación se utiliza en todos los tipos de estudio excepto en el Análisis de modos y Análisis de modo de contorno.
Opción sin campo incidente para condiciones de dispersión contorno adaptado
Para la condición Condición de contorno de dispersión y Condición de contorno adaptado en la interfaz Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos, ahora existe una opción por defecto para el parámetro Campo incidente: El valor Sin campo incidente. Se puede utilizar esta opción si existen únicamente ondas salientes en el contorno.
Grafica del campo de modo de puerto analítico antes del cálculo
Los campos de modo de los tipos de puerto Rectangular, Circular y Coaxial se describen mediante funciones analíticas. En esta versión, estos tipos de modos de puerto se pueden previsualizar antes de ejecutar las simulaciones, con la condición de que los contornos de Puerto sean paralelos a los ejes principales.
La configuración del puerto y el campo para el modo TE 10 rectangular. El botón Gráfico se encuentra junto al cuadro combinado Tipo de modo.
Formulación upwind flux
El parámetro Flux type en el nodo Ecuaciones de onda para la interfaz Ondas electromagnéticas, tiempo explícito ahora también incluye una opción de flujo contra el viento Upwind flux. Esta opción se puede usar para mejorar los cálculos de parámetros S que pueden tener poca precisión debido a la sobredisipación alrededor de los bordes del conductor eléctrico perfecto (PEC), que puede ocurrir cuando se usan los parámetros de flujo predeterminados de Lax-Friedrichs.
Calculadora de efecto pelicular
Puede utilizarse una nueva funcionalidad Skin Depth Calculator para calcular la profundidad del efecto pelicular, que se puede definir por la conductividad eléctrica o la resistividad de un material. Esto puede ayudar para determinar si la aplicación de una condición de contorno particular es adecuada. La calculadora de efecto pelicular está disponible en la configuración de las funcionalidades Condición de contorno de impedancia, Condición de contorno de transición, Condición de contorno de impedancia en capas y Condición de contorno de transición en capas.
Nuevos modelos tutoriales
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Optical Ring Resonator Notch Filter 3D |
Optical Yagi-Uda Antenna |
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Cloaking of a Cylindrical Scatterer with Graphene |
Graphene Metamaterial Perfect Absorber |
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Enhanced Coating for a Microelectromechanical Mirror |
Tapered Waveguide |
6
NOVEDADES
La versión 6.0 viene con una nueva Biblioteca de Partes para elementos de guías de ondas rectangulares y planas, tres nuevos modelos tutoriales y una interfaz Electromagnetic Waves, Boundary Elements.
Onda electromagnética, elementos de contorno
Al modelar las propiedades de dispersión de objetos, evaluar los campos eléctricos lejos del dispersor o los campos lejanos de una antena colocada en una plataforma eléctricamente grande, la formulación basada en el método de elementos de contorno (BEM) puede mejorar la eficiencia de cálculo. La nueva interfaz física llamada Ondas electromagnéticas, elementos de contorno resuelve la ecuación vectorial de Helmholtz para las propiedades del material constantes a trozos con el campo eléctrico como variable dependiente. El método de elementos de contorno (BEM) se puede acoplar al método de elementos finitos (FEM), llamado híbrido BEM-FEM, para calcular el campo y la interacción con otros objetos conductores fuera de los dominios FEM.
Biblioteca de partes para elementos de guía de ondas rectangulares y planas
La nueva biblioteca de piezas del módulo de óptica de ondas para elementos de guía de ondas rectangulares y planas simplifica la construcción de estructuras de guías de ondas complejas. La biblioteca incluye partes para los siguientes elementos de guía de ondas:
- Guías de ondas rectas
- Guías de ondas cónicas
- Guías de ondas dobladas (en anillo)
- Guías de onda con curva en S
- Acopladores
Estas partes están completamente parametrizadas e incluyen selecciones predefinidas para selecciones de dominio de materiales, selecciones de características físicas y para simplificar la generación de mallas. El modelo Mach Zehnder Modulator ahora se construye utilizando partes del tipo S-bend Directional Coupler y Straight Waveguide, lo que facilita la definición de los dominios de materiales, las selecciones de características físicas y la malla. El modelo Optical Ring Resonator Notch Filter ahora se construye utilizando una parte Straight-to-Ring Coupler, lo que facilita el uso de una malla mapeada.
Los ajustes para la parte Rectangular Waveguide Straight-to-Ring Coupler.
Condición de contorno de transición en capas
Múltiples capas delgadas, como el cobre chapado en oro de una pista de una placa de circuito o una incidencia cercana a la normal en un recubrimiento antirreflectante de una lente óptica, se pueden describir mediante la nueva funcionalidad de Condición de contorno de transición en capas. Requiere combinar esta condición de contorno con la funcionalidad Material en capas en la funcionalidad global Material y Enlace de Material en capas en el nodo Materiales del componente. Puede verse esta nueva característica en el modelo tutorial Rat-Race Coupler.
La nueva Condición de contorno Layered Transition Boundary Condition utilizada en el modelo tutorial Rat-Race Coupler.
Nuevos modelos tutoriales
Hexagonal Plasmonic Color Filter
El modelo del tutorial Hexagonal Plasmonic Color Filter muestra cómo realizar simulaciones de un filtro de color de banda eliminada absorbente, basado en una matriz hexagonal de orificios en una capa delgada de aluminio. Si bien la estructura es periódica hexagonal, este ejemplo también muestra cómo configurar el modelo como periódica rectangular. Esto facilita el uso de conjuntos de datos array para trazar los resultados de varias celdas unitarias. Sin embargo, dado que la celda unitaria rectangular es más grande que la celda unitaria hexagonal, hay más consumo de memoria y mayor tiempo para la resolución.
Gráfico de campo eléctrico de una matriz de celdas unitarias periódicas hexagonales.
Optimization of a Photonic Crystal for Demultiplexing
El modelo tutorial de la optimización de un cristal fotónico para demultiplexar, publicado en COMSOL Multiphysics® 5.6, ha sido actualizado para incluir una nueva geometría hexagonal. El objetivo es maximizar la relación de potencia de salida entre dos bandas de frecuencia estrechas mientras se restringen las pérdidas desde abajo, lo que se logra al permitir que los pilares de GaAs cambien de posición pero no de forma.
Propagación de ondas en la geometría optimizada. Para esta longitud de onda, la transmisión se maximiza para el puerto superior y se minimiza para el puerto inferior.
Whispering Gallery Mode Resonator
El modelo tutorial resonador en modo de galería susurrante muestra cómo calcular los diferentes modos propios y frecuencias de resonancia de un resonador en modo galería susurrante con factores de calidad óptica altos. Las frecuencias de resonancia se filtran de dos formas: por su localización espacial en el resonador o comparando las pérdidas de los modos ligados y los modos aéreos (indeseados, en este caso).
Diagrama de campo de un sector del resonador en modo de galería susurrante.
Mejoras en la biblioteca de materiales ópticos
En la Biblioteca de material óptico, disponible para el módulo Ray Optics Module y Wave Optics Module, las gafas de SCHOTT AG, CDGM Glass Company Ltd., Ohara Corporation y Corning Inc. ahora se presentan con datos de materiales más completos. Además de los coeficientes de dispersión óptica y los coeficientes termoópticos, muchos de estos vidrios ahora incluyen transmitancia interna, densidad, módulo de Young, relación de Poisson, coeficiente de expansión térmica lineal, conductividad térmica y capacidad calorífica específica. Con la inclusión de datos de materiales más completos para vidrios ópticos, ahora es más fácil que nunca configurar modelos de análisis de rendimiento óptico-térmico-estructural acoplados (STOP).
Los rayos de tres ángulos de campo diferentes se trazan para una lente Petzval, donde el índice de refracción de la línea d se muestra como un gráfico de corte. El vidrio óptico se carga desde la biblioteca de material óptico que se muestra a la derecha.
Contribución de Laplace desplazada en niveles multirejilla
Si ningún tamaño de característica geométrica es menor que media longitud de onda y la frecuencia de trabajo es alta, el modelado con un elemento de orden superior, como la discretización de elementos cúbicos, es beneficioso para un cálculo más rápido. La eficiencia de cálculo se puede mejorar aún más seleccionando la casilla de verificación Shifted Laplace contribution on multigrid levels bajo los ajustes del estudio Multigrid
Cálculo de fuente de calor suavizada
En la formulación bidireccional para la interfaz Ondas electromagnéticas, Envolventes de haz está disponible una nueva opción Usar un cálculo de pérdidas promediado para eliminar los términos cruzados entre las dos ondas que no se resuelven con la malla. Si esta distribución de la fuente de calor variable espacialmente rápida se elimina de alguna manera por la transferencia de calor, puede ser ventajoso excluir los términos cruzados al calcular la pérdida electromagnética (y la fuente de calor).
Formulación de puertos sin restricciones
La opción Usar puertos sin restricciones está disponible para calcular los coeficientes de expansión como integral de superposición, mientras que en la formulación de puerto predeterminada, los coeficientes de expansión (o parámetros S) se calculan añadiendo una variable dependiente escalar para cada coeficiente y luego añadiendo una restricción para hacer cumplir la expansión de la serie. Esta nueva opción puede resultar ventajosa cuando se utilizan muchos puertos, ya que no es necesario eliminar las restricciones.
Punto de referencia del eje de simetría
Una nueva función de Punto de referencia del eje de simetría ayuda a definir los campos de entrada del haz gaussiano en la simetría de ejes 2D. En los nodos Condición de contorno de dispersión o Condición de contorno adaptada, esto se añade como un subnodo predeterminado cuando se define un campo incidente. La funcionalidad Punto de referencia del eje de simetría define una posición de referencia en el punto de intersección entre la selección del contorno del nodo principal y el eje de simetría.
Sugerencia de resolvedor iterativo para estructuras periódicas
Los problemas periódicos típicos se resuelven con un resolvedor directo. Sin embargo, el resolvedor directo consume mucha memoria cuando el tamaño de la celda unidad periódica no es inferior a la longitud de onda. En este caso, es mejor cambiar al Resolvedor iterativo sugerido para acabar el cálculo más rápido con menos uso de memoria.
La nueva sugerencia de resolvedor iterativo da una mejora de rendimiento significativa para estructuras periódicas.
Gráficos predeterminados para campos de modo de puerto numérico
Para simplificar la inspección de los campos del modo de puerto, ahora se crean automáticamente cuando se utilizan tipos de puertos numéricos. Puede verse este gráfico predeterminado en los modelos actualizados del tutorial Directional Coupler y Optial Ring Resonator Notch Filter.
Un gráfico de superficie de un campo de modo de puerto, incluyendo la anotación de índice efectivo del modelo Directional Coupler.
5.6
NOVEDADES
Tipo de gráfico de polarización
El tipo de gráfico Polarización representa el estado de polarización para los diferentes órdenes de difracción vistos en una estructura periódica, como superficies selectivas en frecuencia o metamateriales. Se utiliza para gráficos por defecto cuando se incluyen puertos periódicos en la simulación, y puede añadirse manualmente al realizar postprocesado. Puede verse este nuevo tipo de gráfico utilizado en el modelo "Hexagonal Grating (Wave Optics)".
Estados de polarización para tres órdenes de difracción en el modelo Hexagonal Grating.
Estudio FFT tiempo a frecuencia para la interfaz Ondas electromagnéticas, transitorio
Utilice el tipo de estudio FFT tiempo a frecuencia para hacer un estudio transitorio inicial de banda ancha. Los datos en el dominio del tiempo se transforman entonces al dominio frecuencial, utiliznado una transformada rápida de Fourier (FFT). Este tipo de estudio ahora está disponible para la interfaz Ondas electromagnéticas, transitorio en el módulo Wave Optics Module. Puede verse esta nueva funcionalidad en el modelo "Time to Frequency FFT Analysis of a Distributed Bragg Reflector".
Transmitancia de un reflector Bragg distribuido (DBR) utilizando un estudio FFT tiempo a frecuencia (azul) y un barrido de frecuencias regular (verde).
Ángulo de incidencia oblicuo para condición de contorno de dispersión en análisis modal
En análisis modal, la condición de contorno Dispersión ahora puede utilizar un ángulo de incidencia oblicuo. O sea, puede absorber ondas eficientemente con un vector de onda compuesto de la constante de propagación del modo dirigida tangencialmente al contorno y una componente normal remanente. Esto mejora el cálculo de pérdidas en análsisi modal para guías de onda con pérdidas. Puede verse esta nueva funcionalidad en el modelo "Leaky Modes in a Microstructured Optical Fiber".
Este gráfico muestra la normal de los campos eléctrico y magnético, tangencial y longitudinal, para uno de los dos modos tipo HE11 degenerado en una fibra óptica microstructurada.
Potencia de entrada para amplitud de haz gausiano de control
Para campos de fondo de haz gausiano y campos de entrada para condiciones de contorno de Dispersión y Adaptada, la amplitud del haz puede especificarse proporcionando la potencia de entrada. Puede verse ésto en el modelo "Self-Focusing".
El campo eléctrico normalizado para la propagación de un haz gaussiano a través de un medio con un índice de refracción dependiente de la intensidad. Cuanto mayor sea la intensidad, mayor será el índice de refracción y más estrecho se enfocará el haz.
Punto de referencia definido por una expresión general
La subfuncionalidad Punto de Referencia, de las condiciones de contorno de Dispersión y Adaptada ahora pueden especificarse desde una expresión de vector general. Esto simplifica parametrizar la dirección de propagación de entrada de haces gausianos para estas condiciones de contorno.
Un haz gausiano propagándose en una dirección arbitraria hacia el plano focal en el centro del círculo.
Sincronización de parámetros del material entre grupos de propiedades de material relacionados
La propiedades del material, permitividad relativa, el índice de refracción, la tangente de pérdidas, y pérdidas dieléctricas pueden sincronizar los parámetrod del material entre grupos. Así, si se añade un material y se especifica por el grupo de propiedades de material del índice de refracción, el ajuste de Campo de desplazamiento eléctrico en el nodo Ecuación de onda, eléctrico ahora puede ser cualquiera de los modelos de material mencionado. Si los parámetros requeridos no están disponibles directamente en el material, los parámetros se creran utilizando una regla de sincronización.
Nueva función de forma espiral
Ahora está disponible el elemento finito de segundo tipo Nédélec. Este tipo de elemento, o función de forma, tiene órdenes polinómicos completos en todas las direcciones para cada componente de campo. Esto puede dar una solución a ciertos problemas de elementos finitos para órdenes de forma más bajos, o con mallas más gruesas, y también puede hacer que los campos resultantes aparezcan más suaves en el postprocesado. Puede verse esta nueva funcionalidad en el modelo "Orbital Angular Momentum Beam".
Un haz de momento angular orbital. El uso de la nueva función de forma espiral hace que el gráfico de fase se vea más suave.
Resolver barridos de puerto rápidos
El nuevo paso de estudio, Barrido de fuente de dominio de frecuencia, se utiliza para correr un estudio de dominio de la frecuencia que es un barrido entre puertos y puertos concentrados al calcular la matriz de parámetros S completa. Los ajustes para este paso de estudio son parecidos a los del paso de etudio en el Dominio de la frecuencia, y mucho más sencillos que el tradicional barrido de puertos, que requiere un estudio de barrido paramétrico. Puede verse esta nueva funcionalidad en el modelo "H-Bend Waveguide 2D".
Uso mejorado del estudio de frecuencias propias
El estudio de frecuencias propias se ha actualizado para reducir el número de pasos de modeladoy mejorar su uso. Después de la simulación de frecuencias propias, las frecuencias propias y el factor Q son automáticamente evaluados y presentados en una tabla.
Nuevos modelos tutoriales
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Threshold Gain Calculations for Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs) |
Leaky Modes in a Microstructured Optical Fiber |
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Time-Domain-to-Frequency FFT Analysis of a Distributed Bragg Reflector |
Fabry-Perot Resonator |
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Optimization of a photonic Crystal for Signal Filtering |
Single-Mode Fiber to Fiber Coupling |
5.5
NOVEDADES
Wave Optics Module 5.5 trae acoplamiento de simulaciones de onda completa y óptica de rayos, nuevas condiciones de contorno de haz Gaussiano y nuevas variables para puertos periódicos.
Acoplamiento de simulación de onda completa y óptica de rayos
Ahora se pueden correr simultáneamente simulaciones de onda completa y de trazado de rayos combinando la funcionalidad del Ray Optics Module con las simulaciones del RF Module. Esto permite modelado electromagnético multiescala, como analizar una guía de ondas radiando en una sala grande, donde una simulación de onda completa sería computacionalmente prohibitiva. Para facilitar este acoplamiento, se han añadido dos nuevas funcionalidades Release from Electric Field y Release from Far-Field Radiation Pattern a la interfaz Geometrical Optics en el módulo Ray Optics Module que libera rayos basándose en un campo cercano o lejano procedente de una simulación de onda completa. Pueden verse estas nuevas funcionalidades en el modelo Ray Release Based on a Plane Electromagnetic Wave.
La imagen muestra la ventana de Ajustes para la funcionalidad Release from Electric Field. El campo eléctrico seleccionado se calcula mediante la interfaz Electromagnetic Waves, Frequency Domain. La ventana gráfica muestra la simulación de onda completa (en el dominio de bloque de la izquierda) y los rayos generados, coloreados y deformados basándose en el valor del campo eléctrico local de los rayos.
Opción de entrada de haz gaussiano para condiciones de contorno de dispersión y adaptación
Las condiciones de contorno de dispersión y adaptación tienen una nueva opción para el cuadro de diálogo de Campo Incidente. La elección de la opción del haz gaussiano permite la propagación de un haz gaussiano en una dirección arbitraria. El haz gaussiano se define a partir de la fórmula paraxial del haz gaussiano. Puede verse esta nueva funcionalidad en el modelo Beam Splitter.
Gráficos de polarización y variables de vector de Jones
Los puertos periódicos ahora crean un gráfico de Polarization por defecto. El gráfico Polarization define el estado de la polarización para los diferentes órdenes de difracción y se basa en nuevas variables de postprocesado para elementos del vector de Jones. También, los vectores base, utilizados para definir los vectores de Jones, están disponibles para su graficado y evaluación. Puede verse esta funcionalidad en los modelos Hexagonal Grating y Fresnel Equations.
Gráfico de polarización para dos órdenes de difracción en el modelo Hexagonal Grating.
Ondas evanescentes para campos de fondo de haz gaussiano
Cuando se utiliza la opción de Plane wave expansion para definir un campo de fondo de haz Gaussiano, ahora pueden incluirse ondas evanescentes en la expansión marcando la casilla Allow evanescent waves. Esta opción puede ser útil cuando se simula un haz Gaussiano muy enfocado donde el radio de la mancha focal es menor que la longitud de onda, propagándose lejos del foco.
La ventana de ajustes muestra la casilla Allow evanescent waves. Los resultados muestran el campo para un haz Gaussiano con una mancha focal de la mitad de una longitud de onda.
Puertos de rendija para la interfaz de envolventes de haz
Los puertos Slit ahora también están disponibles para la formulación Unidirectional para la interfaz Electromagnetic Waves, Beam Envelopes. Los puertos de rendija pueden ser útiles si se propagan varios modos, pero solo es de interés la reflectancia o transmitancia de uno de los modos. Puede utilizarse un puerto de hendidura respaldada por dominio para el modo de interés y dejar que el resto de los modos sea absorbido por una Perfectly Matched Layer (PML) en el dominio detrás del puerto.
Guía de onda acoplada cilíndrica con campos de modo en los dos extremos que son polarizados en direcciones ligeramente diferentes. Como el puerto derecho es un puerto de hendidura respaldado por PML, no existe reflexión desde ese puerto, aunque el campo de modo del puerto no está adaptado al campo del modo para el puerto de entrada.
Puntos de referencia para condiciones de contorno de dispersión y adaptación
El atributo Reference Point ahora está disponible para las condiciones de contorno Scattering Boundary Condition y Matched Boundary Condition para las interfaces Electromagnetic Waves, Frequency Domain y Electromagnetic Waves, Beam Envelopes, cuando está activo un campo de entrada. La posición de referencia se define como la posición media de los puntos seleccionados. Esta funcionalidad es principalmente útil cuando el material del dominio incluye absorción o ganancia.
El atributo Reference Point puede verse como un subnodo de la funcionalidad Scattering Boundary Condition en la ventana del constructor del modelo. La ventana gráfica muestra la selección de punto utilizada para definir la posición media. Dados los cinco puntos marcados, la posición media aparecerá en el centro de la semiesfera.
Utilidad de puerto
Cuando se diseña un circuito con una estructura de alimentación de tamaño arbitrario, a menudo se pasa por alto la frecuencia de corte de una guía de ondas. Como resultado, la frecuencia no deseada puede accidentalmente formar parte de la simulación dando como resultado tiempo de solución innecesariamente largos. Ahora se puede calcular y eliminar esas frecuencias de la simulación. para la funcionalidad de Puerto Concentrado, se puede calcular la impedancia de la línea coaxial basada en una permeabilidad relativa definida por el usuario. Para la funcionalidad de Puerto, cuando se utiliza un puerto rectangular o circular, se puede calcular la frecuencia de corte de la guía de onda en función de una permeabilidad relativa definida por el usuario.
5.4
NOVEDADES
Condición de contorno de transición para la interfaz de ondas electromagnéticas, envolvente de rayos
Esta nueva funcionalidad permite el modelado de capas electricamente delgadas utilizando una funcionalidad de contorno; por lo tanto, el usuario no tiene que añadir una malla de dominio. Esto será de utilidad para modelar capas metálicas finas en, por ejemplo, aplicaciones de espejos. Sin embargo, esta implementación especial para la interfaz Ondas electromagnéticas, Envolvente de rayos también funciona bien para capas dieléctricas finas, como revestimientos antireflexión.
Condición de contorno de impedancia para la interfaz de ondas electromagnéticas, envolvente de rayos
Esta funcionalidad permite la truncación del dominio de simulación en una interfaz entre dos dominos materiales diferentes. El material exterior podría ser un material altamente conductor, como un metal, pero para esta implementación especial para la interfaz Ondas electromagnéticas, Envolvente de rayos, también podría ser una capa dieléctrica, como un sustrato de cristal.
Puertos hendidura para la interfaz Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos
Un puerto hendidura se utiliza en un contorno interior para excitar el dominio de simulación con una onda incidente y entonces absorber ondas dispersadas que se adapten al campo del modo del puerto . Un puerto hendidura Dominio de respaldo es normalmente respaldado por una capa perfectamente adaptada (PML) que absorbe la parte remanente de la radiación dispersada que no fue absorbida por el puerto. Un puerto hendidura PEC respaldado tiene un puerto regular en un lado, y en el otro lado se aplica una condición de contorno de conductor eléctrico perfecto (PEC).
Los puertos hendidura Dominio de respaldo pueden ser buenos cuando se excita el dominio con un haz Gaussiano, ya que el haz Gaussiano reflejado no será absorbido perfectamente por el puerto. Sin embargo, juntamente con el respaldo del dominio PLM, prácticamente toda la radiación reflejada puede ser absorbida.
Nuevas secuencias de estudio en el Asistente de modelo para multifísica acoplada unidireccionalmente
Cuando se añade una interfaz multifísica de calentamiento electromagnético, como la interfaz Calentamiento láser, en el Asistente del modelo, existen dos nuevas secuencias de estudio disponibles. El estudio Sequential Frequency-Stationary primero resuelve una ecuación en el dominio de la frecuencia para el electromagnetismo y entonces utiliza la fuente de calor electromagnético como término de fuente al resolver una subsecuente ecuación de transferencia de calor estacionaria. El estudio Sequential Frequency-Transient primero resuelve una ecuación en el dominio de la frecuencia para el electromagnetismo y entonces utiliza la fuente de calor electromagnético como término de fuente cuando se resuelve una subsecuente ecuación de transferencia de calor dependiente del tiempo. Para ambas secuencias de estudio se considera que el problema electromagnético no depende de la distribución de temperatura calculada.
El modelo de campo de desplazamiento eléctrico de índice de refracción ahora permite entrar tensores completamente anisótropos
Cuando se selecciona la opción Refractive index para la lista de Electric displacement field in las funcionalidades de la ecuación de onda, ahora es posible entrar un tensor completamente anisótropo. Se utiliza una multiplicación matriz-matriz para transformar este tensor de índice de refracción al tensor de permitividad relativa.
Tabla de colores por defecto para gráficos por defecto cambiada a RainbowLigth
Para mejorar la legibilidad de los textos negros por defecto que aparecen en las partes inferiores del gráfico, la tabla de colores por defecto ha sido cambiada a RainbowLight para los gráficos por defecto. Ahora, las partes inferiores se interpretan con un tono azul claro, mejorando la legibilidad.
Función factor array de antena uniforme
Es posible evaluar el diagrama de radiació de un array de antenas rápidamente desde el diagrama de radiación de una única antena utilizando una aproximación asintótica que multiplica el campo lejano de una única antena con una factor de array uniforme.
Funciones de campo lejano 3D y RCS de modelos de componente 2D axisimétrico
El modelado 2D axisimétrico ahora es más útil para una estimación rápida de la respuesta de campo lejano de un modelo 3D equivalente utilizando nuevas funciones de campo lejano. Las funciones norma del campo lejano 3D en geometrías axisimétricas 2D están disponibles en estos casos:
- Modelos de antena utilizando excitación por un puerto circular con un número de modo acimutal positivo.
- Análisis de campo dispersado excitado por el tipo de onda plana polarizada circularmente predefinido.
Más variables de postprocesado de campo lejano
Se ha añadido el máximo de variables para directividad, ganancia y ganancia realizada. Están disponibles para la evaluación global sin dibujar patrones de campo lejano 3D, cuando la selección para la funcionalidad de cálculo de campo lejano es esférica para 3D y circular para componentes axisimétricos 2D y su centro está en el origen.
Capa eléctricamente gruesa en condición de contorno de transición
La opción de capa eléctricamente gruesa hace que los dos dominios adyacentes al contorno de transición desacoplados. El contorno funciona como una condición de contorno de impedancia interior, pero la geometría ya no tiene por qué ser un dominio.
Campo de fondo polarizado circularmente en modelo de componente 2D axisimétrico
Una onda plana polarizada circularmente está disponible para la formulación de campo dispersado cuando se modela con una componente axisimétrico 2D. Excitando un dispersor axisimétrico con un campo de fondo polarizado circularmente en una geometría 2D axisiméetrica, el campo lejano y la sección radar (RCS) del mismo dispersor en 3D, iluminada por un campo de fondo polarizado lienalmente, puede ser estimado rápidamente utilizando la función norm3DEfar.
Mejora de la GUI en la funcionalidad puerto
Dirección de entrada y salida
La visualización de flechas en la funcionalidad de puerto ayuda a identificar rápidamente el puerto de entrada (activo y puerto excitado), y de salida (pasivo y puerto de escucha) a través de la ventana Gráficos. Las flechas apuntan en la dirección del flujo de potencia. Un puerto excitado presenta una flecha hacia adentro en el contorno del puerto mientras que un puerto en escucha tiene una flecha hacia afuera en el contorno del puerto
Más funcionalidades para la interfaz física explícita en el tiempo
Ahora pueden aplicarse conductores eléctricos perfectos (PEC), conductores magnéticos perfectos (PMC) y densidad de corriente de superficie en contornos interiores.
Restricciones nodales y función de espacio nulo ortonormal explícita
El tipo de restricción por defecto es ahora Nodal en lugar de la previa Elemental. Esto permite la eliminación de restricciones más eficiente a través del uso de la función espacio nulo ortonormal explícita.
5.3a
NOVEDADES
La versión 5.3a trae mallado controlado por la física automático, una implementación fiel a Helmholtz para campos de fondo Gausianos, nuevas variables de postprocesado y otros.
Mallado controlado por la física
Tanto las interfaces Ondas electromagnéticas, dominio de la frecuencia y Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos,ahora tienen mallado controlado por la física habilitado por defecto. El algoritmo de mallado controlado por la física se ha actualizado para manejar propiedades generales de materiales dependientes de la frecuencia así como modelos de dispersión de Drude-Lorentz, Debye y Sellmeier. La funcionalidad de mallado controlado por la física también puede utilizarse para análisis modal.
Para la interfaz Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos, la configuración por defecto crea una malla de barrido en 3D y una malla de mapeado en 2D, con la opción adicional de crear una malla tetraédrica o triangular, respectivamente.
La nueva sección de Malla controlada por la física de los Ajustes de la interfaz Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos, tal y como se ejemplifica en el tutorial Directional Coupler.
Caminos de la Biblioteca de Aplicaciones para los ejemplos que utilizan mallado controlado por la física:
Wave_Optics_Module/Gratings_and_Metamaterials/hexagonal_grating
Wave_Optics_Module/Gratings_and_Metamaterials/negative_refractive_index
Wave_Optics_Module/Gratings_and_Metamaterials/plasmonic_wire_grating
Wave_Optics_Module/Optical_Scattering/beam_splitter
Wave_Optics_Module/Optical_Scattering/brewster_interface
Wave_Optics_Module/Optical_Scattering/nanorods
Wave_Optics_Module/Optical_Scattering/scattering_nanosphere
Wave_Optics_Module/Verification_Example/dielectric_slab_waveguide
Wave_Optics_Module/Verification_Example/fresnel_equations
Wave_Optics_Module/Verification_Example/symmetric_laser_cavity
Wave_Optics_Module/Waveguides_and_Couplers/directional_coupler
Wave_Optics_Module/Waveguides_and_Couplers/optical_ring_resonator
Wave_Optics_Module/Waveguides_and_Couplers/photonic_crystal
Wave_Optics_Module/Waveguides_and_Couplers/step_index_fiber_bend
Longitud de onda por defecto para los pasos de estudio
Cuando se añade un paso de estudio dependiente de la frecuencia o la longitud de onda, por ejemplo el paso de estudio Domino de longitud de onda o el de Dominio de la frecuencia, junto con las interfaces físicas de Ondas electromagnéticas, dominio de la frecuencia o Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos, se utilizará una longitud de onda por defecto de 1 μm.
Campo de fondo de haz gaussiano compatible con Helmholtz
Se dispone de una nueva implementación de campo de fondo de haz Gausiano, donde el plano focal del haz se aproxima utilizando una suma de ondas planas que se propagan con vectores de onda apuntando en una distribución alrededor de la dirección principal de propagación. La ventaja de esta implementación en comparación con la implementación de aproximación paraxial es que la implementación de expansión de onda plana es una solución verdadera de la ecuación de Helmholtz, ya que cada onda plana es una solución de la ecuación de Helmholtz. Tal y como el nombre sugiere, la aproximación paraxial solo es una solución aproximada a la ecuación de Helmholtz que no debería utilizarse para representar haces Gausianos enfocados con precisión.
Nuevas herramientas de postprocesado y visualización para reflectancia y transmitancia
Se han introducido nuevas variables de postprocesado para simplificar la evaluación de las expresiones de reflectancia, transmitancia y absorción. Por ejemplo, en lugar de escribir abs(ewfd.S11)^2 para la reflectancia del puerto 1, ahora simplemente se puede escribir ewfd.Rport_1. Las variables denominadas ewfd.Rport_
Para barridos de frecuencias o longitudes de onda, barridos paramétricos, y barridos auxiliares, se generan nuevos gráficos por defecto de las reflectancias y transmitancias. Cuando el estudio no realiza ningún barrido, en lugar de un gráfico por defecto, se efectúa una evaluación global en una tabla para las variables reflectancia y transmitancia.
Un gráfico por defecto de las eficiencias de difracción para los modos en el modelo tutorial Hexagonal Grating.
El nodo de Evaluación global por defecto, sus ajustes, y la tabla asociada (abajo derecha) del modelo tutorial Dielectric Slab Waveguide.
Nueva variable de índice efectivo para análisis de modo de contorno
Se han creado nuevas variables para los índices efectivos de los modos para cuando se realiza un análisis de modo de Contorno. El nombre para estas variables sigue el patrón
Nuevo modelo tutorial: Slot Waveguide
Este modelo analiza el modo de propagación dentro de una guía de onda nano-slot. En una configuración de guía de onda slot, dos placas con alto índice de refracción se colocan adyacentes al espacio de bajo índice de refracción. Al contrario del comportamiento de las guías de ondas dieléctricas normales, el modo en la guía de ondas slot se confina en el espacio de material de bajo índice de refracción. Esto se muestra corriendo un análisis modal en una sección cruzada 2D de la guía de onda slot. Se realiza un mayor análisis para optimizar el ancho del espacio para proporcionar máxima potencia óptica e intensidad óptica a través del área del slot.
Este gráfico de superficie muestra el confinamiento de la luz en el área central del espacio de bajo índice. La variable del gráfico es la componente x del campo eléctrico.
Modelo tutorial actualizado: Lente de Fresnel
Este modelo ha sido actualizado para incluir una comparación entre las interfaces de Ondas electromagnéticas, dominio de la frecuencia y Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos. El resultado analítico coincide en gran medida, mientras que el tiempo de cálculo es mucho más rápido para la interfaz Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos. Además, las instrucciones paso a paso ahora muestran como añadir un método de modelo. El método de modelo puede ser utilizado para reconstruir automáticamente la geometría compleja si un parámetro de la geometría ha cambiado. Finalmente el modelo ahora utiliza una capa perfectamente adaptada para absorber más eficientemente la luz dispersada de la estructura difractiva, mejorando la comparación con el resultado analítico.
Un gráfico comparativo actualizado que incluye los resultados de una simulación con la interfaz Ondas electromagnéticas, envolvente de rayos.
Barrido frecuencial adaptativo
El nuevo tipo de estudio Barrido adaptativo de frecuencia puede ser utilizado para correr modelos de forma más rápida y con una resolución frecuencial fina utilizando un modelo de orden reducido en el dominio de la frecuencia. Por ejemplo, se podría calcular la respuesta de un modelo lineal o linealizado sujeto a exictación armónica para varias frecuencias. La reducción del modelo de evaluación de forma de onda asintótica (AWE) se realiza mediante una técnica de concordancia del momento donde se utiliza una aproximación de Padé o una expansión en serie de Taylor para la función de transferencia en un intervalo de frecuencias especificadas. Las expresiones AWE son escogidas automáticamente basándose en la configuración del puerto, pero pueden especificarse opcionalmente mediante expresiones definidas por el usuario. Se puede entrar una expresión definida por el usuario para el error de estimación según se calcula con el algoritmo AWE. Cuando la expresión utilizada para el método AWE representa a una variable que varía suficientemente lenta con la frecuencia, entonces la simulación se puede correr utilizando una resolución frecuencial muy fina sin mucho impacto en el rendimiento. El método AWE ya estaba disponible en versiones anteriores, pero no en un tipo de estudio dedicado y de fácil acceso.
Para el modelo de filtro iris de guía de onda, se muestra la comparación de los parámetros S entre un barrido de frecuencias adaptativo y un barrido regular. La simulación puede correr con una resolución de frecuencia 10 veces más fina en un tiempo similar al de una simulación con el barrido discreto.
Visualización de puerto rendija: Dirección de flecha más intuitiva
Los puertos interiores con una condición rendija activa ahora muestran la dirección del flujo de potencia con un símbolo de flecha. Puede cambiarse fácilmente la dirección del flujo de potencia haciendo clic en el botón Toggle Power Flow Direction.
Clicando en el botón Toggle Power Flow Direction se puede cambiar la dirección del flujo de potencia en un puerto de rendija interior.
Refinamiento de datos utilizando un paso de estudio de soluciones combinadas
El paso de estudio Combinar soluciones puede utilizarse para filtrar y eliminar soluciones indeseadas. Esta funcionalidad puede utilizarse, por ejemplo, para filtrar el primer y último 5% del espectro frecuencial para un paso de estudio de FFT Tiempo a Frecuencia. Se pueden excluir partes de la solución basándose en una expresión definida por el usuario.
5.3
NOVEDADES
El módulo Wave Optics de la nueva versión COMSOL Multiphysics® 5.3 trae nuevas variables para postprocesado de diagramas de radiación de campo lejano, nuevos ajustes por defecto para mejorar el modelado y un nuevo modelo tutorial de Lente de Fresnel.
Nuevas variables de postprocesado de campo lejano
Se han añadido variables de postprocesado adicionales a las interfaces físicas para calcular diagramas de radiación de campo lejano. La variable de ganancia anterior se ha clarificado con ganancia y ganancia realizada por el factor de desadaptación de impedancia de entrada. Estas variables de postprocesado pueden ser utilizadas en gráficos de campo lejano para visualizar las características de una antena.
- EIRP y EIRPdB: potencia radiada isotrópica efectiva y sus valores en escala dB
- gainEfar y gaindBEfar: ganancia excluyendo la desadaptación de entrada y su valor en escala dB
- rGainEfar y rGaindBEfar: ganancia realizada incluyendo la desadaptación y su valor en escala dB
Los diagramas de ganancia de radiación de campo lejano y ganancia realizada en un plano xy de un ejemplo en la Librería de Aplicaciones, de una antena de bocina con doble cresta a 3 GHz.
Densidad de corriente magnética superficial
Se ha añadido la nueva condición de contorno Densidad de corriente magnética superficial a la interfaz Ondas electromagnéticas, dominio de la frecuencia y especifica una densidad de corriente magnética superficial tanto en los contornos exterior como interior. La densidad de corriente magnética se describe por un vector 3D. Sin embargo, como fluye a lo largo de una superficie puede representarse alternativamente para un modelado más eficiente. Para conseguirlo, COMSOL Multiphysics® proyecta esta densidad de corriente sobre una superficie de contorno y desprecia su componente normal. La nueva condición de contorno se ha proporcionado para situaciones de modelado especiales, como el modelado de dipolos eléctricos.
Densidad de corriente magnética superficial (flechas azules) sobre una bobina cilíndrica a través del uso de la condición de contorno de Densidad de corriente magnética superficial en la interfaz Ondas electromagnéticas, dominio de la frecuencia. El patrón de campo eléctrico (cono) se parece al de una antena dipolo corto.
Nuevos ajustes por defecto para un uso mejorado
Se han actualizado muchos ajustes por defecto para reducir el número de pasos en el modelado y mejorar la usabilidad:
- Malla controlada por la física habilitada para la interfaz Onda electromagnética, dominio de la frecuencia
- Las mallas leen la frecuencia o longitud de onda de pasos de estudio automáticamente para la interfaz Onda electromagnética, dominio de la frecuencia
- Ajustes del resolvedor cambiados de Robustos a Rápidos para la interfaz Onda electromagnética, dominio de la frecuencia
- Resolución angular más fina (theta 45, phi 45) para el gráfico de campo lejano 3D
- La excitación automática ahora está activada para el primer puerto
- Ahora GHz son las nuevas unidades de frecuencia por defecto para los pasos de estudio Dominio frecuencial, Modo de dominio de la frecuencia y frecuencias propias.
- El método de búsqueda de frecuencias propias alrededor del desplazamiento ahora está puesto a Parte real más grande para análisis de dominio de la frecuencia modal
- El operador Linper se aplica internamente para puertos concentrados excitados y ya no necesita ser especificado por el usuario en los análisis modales en el domino de la frecuencia.
- Ahora GHz es la unidad por defecto para los gráficos de parámetros S, junto con descripciones de los parámetros S más simples
5.2a
NOVEDADES
COMSOL Multiphysics 5.2a proporciona a los usuarios de Wave Optics Module una nueva funcionalidad de dominio de Polarización para una simulación más fácil de mezclado no lineal de frecuencias y procesos paramétricos no lineales, mayor flexibilidad en la interfaz de Ondas electromagnéticas, Envolventes de haz, y más funcionalidades. En adelante detallaremos algunas de las novedades del módulo.
Funcionalidad de dominio de polarización
Se pueden acoplar diferentes interfaces de dominio frecuencial con la nueva funcionalidad de dominio de Polarización. Esto simplifica las simulaciones de mezclado de frecuencias no lineal, como la generación de suma- y diferencia-frecuencia; y los procesos paramétricos no lineales. La funcionalidad de Polarización está disponible como un subnodo para las interfaces de Ondas electromagnéticas, Dominio de la frecuencia y la de Ondas electromagnéticas, Envolventes de haz.
Nueva app: Divisor de haz por polarización
Los cubos divisores de haz por polarización consisten en dos prismas de ángulo recto donde se aplica una capa dieléctrica en la superficie intermedia. El cubo transmite parte de la onda incidente mientras que refleja la otra parte. Una ventaja de utilizar este diseño de cubo, en lugar del diseño de placa, para los divisores de haz es que se evitan las imágenes fantasma.
Esta nueva app demuestra el diseño básico MacNeille, que consiste en pares de capas con índices de refracción altos y bajos alternativamente, y donde se puede seleccionar de cuantas capas constará el divisor. Se pueden entrar los índices de refracción para los prismas y las capas en la pila dieléctrica, directamente o a través de una lista de materiales predefinidos.
Se pueden realizar barridos sobre un rango de longitudes de onda o radios de la mancha. La app muestra la norma del campo eléctrico total y el campo eléctrico para la primera y segunda onda para una longitud de onda dada o un radio de mancha y polarización dados. También se presenta la reflectancia y transmitancia.
Pantallazo de la app del divisor de haz por polarización. La ventana gráfica de la derecha muestra el haz, incidente desde la izquierda, que es reflejado hacia arriba por la pila de películas finas aplicadas a los contornos entre dos prismas. Se pueden realizar barridos de parámetros sobre la longitud de onda o el radio de la mancha del haz. En la ventana gráfica se pueden presentar el campo eléctrico, la reflectancia y transmitancia, y los perfiles del índice de refracción, además de la geometría y la malla.
User-Defined Wave Vector Specification
Se ha añadido mayor flexibilidad a la interfaz física de Ondas electromagnéticas, Envolventes de haz por medio de una nueva sección en la ventana de ajustes llamada Especificación del vector de onda definida por el usuario. Se ha añadido de forma que el usuario sea capaz de configurar el vector de onda correctamente para dominios PML (perfectamente acoplados) cuando se desea especificar una fase definida por el usuario. Los ajustes por defecto pueden ser erróneos en cada situación. Al seleccionar Definido por el usuario en la lista de tipos de especificación de fase, se encontrará la nueva sección de Especificación de vector de onda definido por el usuario, que permite especificar ajustes especiales, por ejemplo, dominios PML.
App actualizada: Analizador de rejilla de hilos plasmónica
Los circuitos basados en plasmón de superficie se están utilizando en aplicaciones como chips plasmónicos, generación de luz, y nanolitografía. La aplicación de Analizador de rejilla de hilos plasmónica calcula los coeficientes de refracción, reflexión especular y difracción de primer orden como funciones del ángulo de incidencia para una rejilla de hilos plasmónica en un sustrato dieléctrico.
El modelo describe una célula unidad de la rejilla, donde las condiciones de contorno Floquet definen la periodicidad. La funcionalidad de postprocesado permite expandir el número de células unidad y extraer la visualización en la tercera dimensión.
En la app se ha construido la capacidad de barrer el ángulo de incidencia de una onda plana desde el ángulo normal al ángulo rasante en la estructura de la rejilla. La app también permite variar el radio de un hilo así como la periodicidad o tamaño de la celda unidad. Otros parámetros adicionales que pueden ser variados son la longitud de onda y la orientación de la polarización.
La aplicación presenta resultados para la norma del campo eléctrico para múltiples periodicidades de la rejilla para ángulos de incidencia seleccionados, el vector de onda incidente y vectores de onda para todos los modos reflejados y transmitidos y la reflectancia y transmitancia.
La app Plasmonic Wire Grating Analyzer calcula eficiencias de difracción para las ondas transmitida y reflejada y los primero y segundo órdenes de difracción para una rejilla de hilos en un sustrato dieléctrico. Se pueden cambiar la longitud de onda, polarización, propiedades del material, periodicidad de la onda, y radios.
Nuevo modelo tutorial: Generación de segundo armónico en el dominio de la frecuencia
Es más difícil generar emisiones láser en la parte de longitudes de onda cortas del visible y visible cercano del espectro electromagnético que en la parte de longitudes de onda largas. La mezcla de frecuencias no lineal facilita la generación de nuevas longitudes de onda corta a partir de longitudes de onda láser.
Este modelo tutorial describe el proceso de generación del segundo armónico (SHG), donde la luz a la frecuencia fundamental se pasa a través de un cristal con propiedades ópticas no lineales que generan luz en el segundo armónico de la frecuencia.
El modelo tutorial acopla la física de dos interfaces de Ondas electromagnéticas, Dominio de la frecuencia — uno para la onda fundamental y otro para el segundo armónico — utilizando la funcionalidad de Polarización de dominio para cada interfaz.
Los resultados muestran que la energía se transfiere desde el fundamental a la segunda onda armónica, causando el decremento de la amplitud de la onda fundamental, mientras que la amplitud de onda del segundo armónico empieza en cero y va incrementando durante la propagación a través del cristal. Estos resultados se comparan con la solución analítica de la aproximación de envolvente de variación lenta (SVEA).
Gráfico de la polarización y del campo eléctrico para la onda fundamental (arriba) y la onda del segundo armónico (abajo). Nótese que la amplitud para el segundo armónico crece con la propagación, a medida que la energía se transfiere a ella a partir de la onda fundamental. También es evidente en el gráfico que la longitud de onda de la onda del segundo armónico es la mitad de la de la onda fundamental.
Nuevo modelo tutorial: Holograma de un único bit
Cuando dos haces de luz coherente interseccionan, aparece un patrón de interferencia. Si esto ocurre en un material que es sensible a la luz, con intensidades mayores que cierto umbral de exposición, el patrón de interferencias se registra en el material como una modulación del índice de refracción y se produce un holograma.
En este modelo tutorial, un haz entra en un material holográfico por el contorno izquierdo mientras que otro entra por el contorno superior. Esto simula un almacenamiento de datos holográficos bit a bit, incluyendo grabado y recuperación de datos. En el proceso de registro, los dos haces interseccionan y crean un patrón de franjas de interferencias, que se registra en el holograma cargando el dato de un único bit.
Gráfico del patrón de interferencia durante el proceso de registro. El haz de referencia es incidente desde la izquierda y el haz objeto es incidente desde arriba. El gráfico izquierdo representa el campo eléctrico suma de los dos haces, mientras que el gráfico derecho representa el patrón de intensidades de los dos haces interferentes.
5.2
Nueva app: Simulación de fibras ópticas concéntricas
La velocidad de transmisión de las guías de ondas ópticas es superior a las guías de microondas porque los dispositivos ópticas tienen una frecuencia de trabajo mucho mayor que las de microondas, permitiendo anchos de banda muchísimos más grandes. Las fibras monomodo de índice escalonado son utilizadas para comunicaciones de largo recorrido (incluso transoceánicas), mientras que tanto las de índice gradual como las de índice escalonado multimodo son utilizadas para comunicaciones en distancias cortas, por ejemplo, dentro de instituciones y campus de universidades y edificios.
Para la prácticamente todos los tipos de fibras ópticas comerciales, el diseño consiste en una estructura de capas concéntricas con la(s) capa(s) más internas formando el núcleo y la(s) externas formando el revestimiento. Como el núcleo tiene un índice de refracción más alto que el revestimiento, los modos guiados se pueden propagar a lo largo de la fibra.
La app de simulador de fibra óptica realiza análisis de modos en estructuras de capas dieléctricas circulares concéntricas. Cada capa se describe por un diámetro externo y las partes real e imaginaria del índice de refracción. La app puede ser utilizada para analizar tanto fibras de índice escalonado como gradual. Estas fibras pueden tener un número arbitrario de capas circulares concéntricas.
Interfaz de usuario de la app de simulación de fibras ópticas concéntricas, mostrando el gráfico del Campo del Modo.
Malla controlada por la física mejorada para manejar medios con pérdidas
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La malla controlada por la física toma los medios eléctricos y magnéticos con pérdidas y automáticamente escala el tamaño para el efecto pelicular en los contornos del dominio con pérdida. Cuando se selecciona resolver la onda en medios con pérdidas, los contornos de salida de los dominios de medios con pérdidas se mallan en el espacio libre con un tamaño de elemento de malla máximo, dado por el valor mínimo de la mitad de la profundidad del efecto pelicular y 1/5 de la longitud de onda en el vacío. |
 Malla más fina a lo largo del contorno de salida de un medio con pérdidas circular en el aire que es caracterizado por el efecto pelicular con estas propiedades del material: tangente de pérdidas y factor de disipación (ε' = 1.2 y tanδ = 3.5) a 1 GHz. |
Secuencias de estudio "Boundary Mode, Frequency-Stationary" y "Boundary Mode, Frequency-Transient"
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Existen nuevas secuencias de estudios en Model Wizard para las interfaces multifísicas del calentamiento láser y el calentamiento por microondas en los módulos Wave Optics y RF, respectivamente. La secuencia de estudio Boundary Mode, Frequency-Stationary añade un paso de estudio Boundary Mode Analysis y un paso de estudio Frequency-Stationary. La secuencia de estudio Boundary Mode,Frequency-Transient añade un paso de estudio Boundary Mode Analysis y un paso de estudio Frequency-Transient. El paso de estudio de análisis de modo de contorno se utiliza para resolver el campo de modo para puertos numéricos en las interfaces electromagnéticas. Los pasos de estudio Frecuencia-Estacionario y Frecuencia-Transitorio acoplan análisis estacionarios y transitorios para la interfaz de transferencia de calor en sólidos, con un análisis en el dominio de la frecuencia para las interfaces de Wave Optics y RF. |
 Panel de Model Wizard mostrando la disponibilidad de las nuevas secuencias de estudio Boundary Mode, Frequency-Stationary y Boundary Mode, Frequency-Transient, en este caso utilizados con la interfaz multifísica de calentamiento láser en el módulo Wave Optics Module. |
Ajustes de valor inicial para condición de contorno de dispersión transitoria
En los ajustes para la condición de contorno de Dispersión para las simulaciones dependientes del tiempo, existe una nueva sección llamada Initial Values for Incident Wave para ajustar los valores iniciales del potencial vector magnético para la onda incidente. Nótese que la sección inicialmente está colapsada por defecto. Cuando la onda incidente es definida por un campo eléctrico, el usuario puede especificar el valor inicial para el potencial vector magnético para la onda incidente. Cuando la onda incidente se define por un campo magnético, el usuario puede especificar el valor inicial para la derivada temporal del potencial magnético, además del valor inicial para el potencial vector magnético. Los nuevos ajustes permiten al usuario definir la forma de onda exacta para el potencial vector magnético que se va a resolver.
Ajustes de "No campo dispersado" para la condición de contorno de adaptación
Para prevenir que aparezcan soluciones espurias cuando se utiliza la condición de contorno de adaptación con la interfaz Ondas Electromagnéticas, Envolventes de Haz, se ha introducido un nuevo ajuste - la casilla de verificación No scattered field. Cuando esta casilla está marcada la onda dispersada se constriñe a valer cero en el contorno para el cual se ha seleccionado la funcionalidad. Un ejemplo que utiliza este nuevo ajuste es el modelo tutorial Gaussian Beam Incident at the Brewster Angle.
5.1
NOVEDADES
Nueva app: analizador de rejilla de hilos plasmónica
Esta aplicación calcula los coeficientes de refracción, reflexión especular y difracción de primer orden como funciones del ángulo de incidencia para una rejilla de hilos en un substrato dieléctrico. El ángulo incidente de la onda plana es barrido desde el ángulo normal hasta el ángulo rasante de la estructura de la rejilla. La aplicación también muestra la amplitud del campo eléctrico para múltiples periodos de la rejilla para un ángulo de incidencia seleccionado.
 Una app que calcula las eficiencias de difracción para las ondas transmitida y reflejada (m = 0) y el primer y segundo orden de difracción (m = ±1 y ±2) como funciones del ángulo de incidencia para una rejilla de hilos en un substrato dieléctrico. La longitud de onda, polarización, propiedades del material, periodicidad de onda y radios pueden ser cambiados. |
 Imagen conceptual del modelo subyacente para la app. Se muestra el módulo del campo eléctrico. |
Postprocesado de variable de vector de onda para puerto periódico y puerto de orden de difracción
| Se añaden variables de postprocesado para los vectores de onda para la onda incidente y varios órdenes de difracción (incluyendo la onda reflejada). Estas variables pueden utilizarse en gráficos de flechas para visualizar los diferentes órdenes de difracción de rejillas y otras estructuras periódicas. |  Gráfico de flechas mostrando los diferentes órdenes de difracción de una rejilla plasmónica. |
Condición de contorno de dispersión en simetría axial 2D ahora maneja ondas planas incidente y dispersada
| La condición de contorno de Dispersión (Scattering) para modelos con simetría axial 2D ahora incluye una opción de onda plana para el tipo de onda dispersada. Esto significa que ahora se puede configurar la condición de contorno de dispersión para abosrber una onda propagándose a lo largo de una guía de ondas coaxial, como se muestra en el siguiente ejemplo. Además, también es posible entrar el campo de una onda incidente que se propaga a lo largo del eje de simetría. Esto es de utilidad para excitar y absorber ondas que se propagan a lo largo de guías de onda coaxiales si no se desea utilizar la excitación Puerto Balanceado. También es útil para haces gaussianos que se propagan en el espacio libre. |  El gráfico superior muestra la configuración para la condición de contorno de Dispersión, cuando se excita una onda incidente a lo largo de una guía de onda coaxial. |
Nueva relación constitutiva para la interfaz de dominio de la frecuencia: tangente de pérdidas, ángulo de pérdidas; y tangente de pérdidas, factor de disipación
| El viejo modelo de tangente de pérdidas se ha renombrado como Loss tangent, loss angle. Un nuevo modelo de campo de desplazamiento eléctrico llamado Loss tangent, dissipation factor se ha añadido para el cual es posible entrar un valor directamente para el factor de disipación del material. |  Los nuevos modelos de tangente de pérdidas, ángulo de pérdidas y tangente de pérdidas, factor de disipación. |
Densidad de corriente de superficie en condición de contorno de transición
Esta subfuncionalidad para la condición de contorno de Transición es una fuente de corriente de superficie unilateral que es de utilidad para aplicacines EMI/EMC. Esto modela una corriente impuesta fluyendo a lo largo de un lado de una hoja conductiva delgada.
Modelado en el dominio del tiempo de medios Drude-Lorentz dispersivos
Las matrices de agujeros plasmónicos han estado atrayendo gran interés durante la última década desde el descubrimiento de la extraordinaria transmisión a través de matrices de agujeros sub-longitud de onda. La teoría de Bethe clásica predice que la transmitancia a través de un agujero circular sub-longitud de onda en una pantalla PEC se escala como (d/lambda)^4. Además, la transmisión a través de agujeros en películas metálicas realistas puede exceder el 50% e incluso aproximarse al 100%. Este fenómeno se atribuye a los polaritones plasmónicos de superficie, que pueden tunelar la energía EM a través del agujero incluso si está muy por debajo de la longitud de onda. Este modelo es un tutorial que muestra cómo modelar la ecuación de onda completa dependiente del tiempo en medios dispersivos como plasmas y semiconductores (y cualquier medio lineal descriptible por una suma de términos resonantes de Drude-Lorentz).
Un pulso de ondas electromagnéticas se propaga a través de un agujero sub-longitud de onda en una placa dieléctrica dispersiva.
Tipo de estudio en el dominio de la longitud de onda añadido
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Con el paso de estudio en el dominio de la longitud de onda ahora se puede barrer la longitud de onda en el vacío, en lugar de barrer la frecuencia como se hace en el estudio en el dominio de la frecuencia. El estudio en el dominio de la longitud de onda crea las variables root.lambda0 y phys.lambda0 (donde "phys" es la etiqueta de la interfaz física), que representa la longitud de onda en el vacío. La frecuencia todavía es el parámetro básico en las interfaces Electromagnetic Waves, Frequency Domain y Electromagnetic Waves, Beam Envelopes, pero ahora root.freq se define como c_const/root.lambda0. Cuando se representan los parámetros globales, como los parámetros S contra el parámetro barrido, la longitud de onda aparece automáticamente en el eje de las abscisas. Los siguiente modelos ahora utilizan el estudio en el dominio de la longitud de onda en lugar del estudio en el dominio de la frecuencia: scatteringnanosphere, plasmonicwiregrating, scattereronsubstrate, hexagonalgrating, y autoenfoque. |
 Ventana de ajustes para el estudio en el dominio de la longitud de onda. |
Estructuras periódicas exagonales
| Las estructuras periódicas hexagonales ahora se analizan correctamente utilizando puertos periódicos. Únicamente se necesita especificar la dirección de la onda incidente a los lados de la celda hexagonal y todas las condiciones de contorno periódicas se aplicarán apropiadamente. Los puertos periódicos también se han mejorado para manejar contornos de puerto particionado. |  Simulación de una rejilla utilizando la nuevas estructuras periódicas Hexagonales. |
Polarización impulsada por amortiguación como nueva relación constitutiva de la interfaz transitoria
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Para la interfaz Electromagnetic Waves, Transient, ahora se puede utilizar el modelo de dispersión Drude-Lorentz desde los modelos de campo de desplazamiento eléctrico. La funcionalidad de polarización Drude-Lorentz ahora se puede añadir como subfuncionalidad a la funcionalidad de ecuación de onda. La funcionalidad de polarización Drude-Lorentz añade la siguiente ecuación a los dominios deseados: |
 Pantallazo de la selección del modelo de dispersión Drude-Lorentz en los ajustes para el nodo Wave Equation, Electric. |
Funcionalidad de continuidad del campo añadida en la interfaz de envolventes de haz unidireccional
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Para modelar el resonador en anillo del gráfico adjunto, se puede utilizar la formulación unidireccional de la interfaz Electromagnetic Waves, Beam Envelopes. Para manejar estructuras como la de un resonador en anillo, se debe de entrar una función de fase para la onda que crezca a medida que la onda se propague en el sentido del reloj en el anillo (considerando que la onda se propaga en la guía de onda recta desde la parte inferior a la superior). Para cerrar el lazo, se debe de introducir en algún sitio un salto en la función de fase. En el modelo mostrado en la imagen, el salto en la fase se introduce en el contorno interior entre la guía de onda recta y el anillo. Las componentes tangenciales de los campos eléctrico y magnético se fuerzan a que sean continuos en el contorno con la nueva condición de contorno de continuidad de campo. Esta condición de contorno solo está disponible para propagación unidireccional y en contornos interiores. Normalmente está escondida, pero se hace disponible si se selecciona Advanced Physics Options en el menú Show de la barra de herramientas del Constructor del Modelo. |
 Simulación de un filtro banda eliminada de resonador de anillo óptico utilizando la nueva funcionalidad de continuidad de campo. |
Nueva base de datos de materiales ópticos
| La nueva base de datos de materiales ópticos estará disponible para los módulos Ray Optics y Wave Optics. Contiene datos para un gran número de materiales para la dispersión de las partes real e imaginaria del índice de refracción. Entre los materiales existe un gran número de cristales utilizados para lentes, materiales semiconductores y otras áreas. Los siguientes modelos ahora utilizan la base de datos de materiales ópticos: scatteringnanosphere, plasmonicwiregrating, y scattereron_substrate. |  Pantallazo de la base de datos de materiales ópticos con más de 1400 materiales. |
Ajustes a cero de los parámetros S para modos evanescentes
Para modos de puerto que no se están propagando (evanescentes), ahora los parámetros S se ponen automáticamente a cero. Así no es necesario añadir expresiones lógicas que anulen los parámetros S para frecuencias/ángulo donde la onda correspondiente es evanescentes. Esto simplifica el uso de los parámetros S en postprocesado.
Nuevo tutorial: Rejilla exagonal
| Una onda plana es incidente en una rejilla hexagonal reflectora. La celda de la rejilla consiste en una semiesfera protuberante. Los coeficientes de dispersión para los diferentes órdenes de difracción se calculan para varias longitudes de onda diferentes. |  El módulo del campo eléctrico (gráfico de color) y el vector de Poynting promediado en el tiempo (gráfico de flechas) de parte de la rejilla hexagonal. |
Nuevo tutorial: filtro de banda eliminada con resonador óptico en anillo
Este modelo calcula las propiedades espectrales de un resonador en anillo óptico. El modelo muestra como utilizar la condición de contorno de continuidad de campos en los contornos, donde existe un salto en la aproximación de fase predefinida.
El gráfico muestra la componente perpendicular al plano del campo eléctrico en el resonador de anillo óptico para una longitud de onda cercana a la de resonancia.
5.0
Adaptación de la malla a las propiedades del material
Antes de resolver, ahora existe la opción de escalar automáticamente la malla respecto a las propiedades del material para resolver la longitud de onda local
Copiar la malla para condiciones periódicas
La sugerencia de malla automática controlada por la física automatiza el mallado para condiciones periódicas.
Mallado automatizado para capas perfectamente adaptadas
La nueva sugerencia de automallado aplica automáticamente un mallado de barrido (3D) o mapeado (2D) a los dominios con capas perfectamente adaptadas (PML).
Ondas planas polarizadas linealmente
El módulo Wave Optics Module ahora incluye una nueva opción de campo de fondo para ondas planas linealmente polarizadas.
Ondas planas linealmente polarizadas: Ahora disponible la fácil configuración de ondas planas linealmente polarizadas con tres ángulos: cabeceo, alabeo y guiñada.
