Ray Optics Module

Nova aplicação: Filtro Refletor de Bragg Distribuído (DBR)

Um refletor de Bragg distribuído (DBR) consiste em múltiplas camadas alternadas de dois materiais. Cada material tem um índice de refração diferente, resultando em um padrão repetido de índice de refração alto e baixo na direção perpendicular às camadas DBR. À medida que a luz se propaga por essa estrutura, os reflexos ocorrem em cada interface entre as camadas. Essa aplicação calcula a refletância de um filtro DBR para uma distribuição de comprimentos de onda em espaço livre. Um filtro de parada de banda ou um filtro de entalhe pode ser analisado. As entradas de usuário incluem o índice de refração de cada camada, o número de períodos no DBR e a refletância-limite dentro da faixa de parada.

Refletância de um filtro DBR como função de comprimento de onda em espaço livre. As entradas de usuário incluem o índice de refração de cada camada, o número de períodos no DBR e a refletância-limite dentro da faixa de parada. Refletância de um filtro DBR como função de comprimento de onda em espaço livre. As entradas de usuário incluem o índice de refração de cada camada, o número de períodos no DBR e a refletância-limite dentro da faixa de parada.

Refletância de um filtro DBR como função de comprimento de onda em espaço livre. As entradas de usuário incluem o índice de refração de cada camada, o número de períodos no DBR e a refletância-limite dentro da faixa de parada.

Biblioteca de Peças do Ray Optics Module

Para facilitar uma preparação rápida e eficaz de geometria para modelagem de óptica de raios, o Ray Optics Module inclui uma biblioteca de peças com componentes geométricos predefinidos. A biblioteca de peças inclui uma variedade de lentes cilíndricas e esféricas, dubletos cimentados, um divisor de feixes, refletores paraboloides, prismas e um retrorrefletor de cantos de cubo. Todas as peças são completamente parametrizadas, facilitando o uso delas em simulações de aplicações industriais em larga escala.

A propagação de raios em um sistema de três lentes equiconvexas esféricas e um divisor de feixes. Cada uma dessas entidades está disponível como uma peça totalmente parametrizada na Biblioteca de Peça. A propagação de raios em um sistema de três lentes equiconvexas esféricas e um divisor de feixes. Cada uma dessas entidades está disponível como uma peça totalmente parametrizada na Biblioteca de Peça.

A propagação de raios em um sistema de três lentes equiconvexas esféricas e um divisor de feixes. Cada uma dessas entidades está disponível como uma peça totalmente parametrizada na Biblioteca de Peça.

Elipses de polarização

Agora é possível representar elipses ao longo de trajetórias na representação Trajetórias de Raio. Quando a intensidade do raio é calculada, as expressões padrão para os semieixos maior e menor são variáveis predefinidas para indicar a elipse de polarização. A elipse aparecerá como uma linha para raios linearmente polarizados e não aparecerá de forma alguma para raios completamente não polarizados. Quando raios elípticos ou circularmente polarizados são mostrados, setas em torno do perímetro da elipse podem ser usadas para distinguir entre polarização esquerda e direita.

Retardador de onda linear: Um raio não polarizado passa através de dois polarizadores lineares e um retardador de quarto de onda. As transformações na luz linear e circularmente polarizada podem ser vistas representando elipses de polarização ao longo do raio. Retardador de onda linear: Um raio não polarizado passa através de dois polarizadores lineares e um retardador de quarto de onda. As transformações na luz linear e circularmente polarizada podem ser vistas representando elipses de polarização ao longo do raio.

Retardador de onda linear: Um raio não polarizado passa através de dois polarizadores lineares e um retardador de quarto de onda. As transformações na luz linear e circularmente polarizada podem ser vistas representando elipses de polarização ao longo do raio.

Interface multifísica Aquecimento por Raios

A nova interface Aquecimento por Raios é uma interface multifísica dedicada que usa as interfaces Óptica Geométrica e Transferência Térmica em Sólidos para calcular mudanças de temperatura à medida que os raios se propagam através de meios absorventes. Ela adiciona automaticamente o novo acoplamento multifísico Fonte de Calor do Raio e aplica a fonte de calor computada ao cálculo de temperatura.

Novo estudo para acoplamento Raio-Térmico Bidirecional

A simulação de aquecimento por raios requer um acoplamento bilateral entre o traçado do raio e o cálculo da temperatura. À medida que os raios são atenuados, eles contribuem para uma fonte de calor que afeta a temperatura. Por outro lado, à medida que a temperatura muda, as trajetórias do raio podem mudar se os domínios passarem por deformação térmica ou se o índice de refração depender de temperatura ou distensão. Um acoplamento bilateral entre o traçado do raio e a temperatura pode ser preparado usando um loop de solucionador iterativo, em que as trajetórias do raio e a temperatura são calculadas em etapas alternadas. Esse loop de solucionador agora pode ser preparado automaticamente por meio da etapa de estudo Bidirectionally Coupled Ray Tracing. Essa etapa de estudo calcula todas as variáveis de raio usando um solucionador e todas as outras variáveis usando outro solucionador. Esses dois solucionadores são organizados em um loop executado por um número de iterações definido pelo usuário.

Trajetórias de raios e temperatura (esquerda) e deformação (direita) em duas lentes que concentram um feixe de laser de alta potência. O deslocamento focal termicamente induzido pode ser simulado com mais facilidade usando o acoplamento multifísico Fonte de Calor do Raio e a etapa de estudo Bidirectionally Coupled Ray Tracing. Trajetórias de raios e temperatura (esquerda) e deformação (direita) em duas lentes que concentram um feixe de laser de alta potência. O deslocamento focal termicamente induzido pode ser simulado com mais facilidade usando o acoplamento multifísico Fonte de Calor do Raio e a etapa de estudo Bidirectionally Coupled Ray Tracing.

Trajetórias de raios e temperatura (esquerda) e deformação (direita) em duas lentes que concentram um feixe de laser de alta potência. O deslocamento focal termicamente induzido pode ser simulado com mais facilidade usando o acoplamento multifísico Fonte de Calor do Raio e a etapa de estudo Bidirectionally Coupled Ray Tracing.

Acumuladores aprimorados

O recurso Acumulador em nível de domínio está mais rápido e mais preciso e não é mais sensível ao tamanho do intervalo de tempo utilizado pelo solucionador. Como consequência, as simulações de deformação térmica em sistemas focados em laser de alta potência podem ser dez vezes mais rápidas em alguns casos, em comparação com modelos semelhantes na versão 5.0, enquanto também se tornam mais precisas. Além disso, novas opções estão disponíveis para determinar como as variáveis acumuladas são calculadas quando um raio cruza um grande número de elementos de malha.

Liberação de raios a partir de um arquivo de texto

As posições iniciais e as direções dos raios agora podem ser importadas de um arquivo de texto usando o nó Liberação a Partir de um Arquivo de Texto.

Intensidade em meios não-homogêneos

Agora é possível calcular a intensidade dos raios em meios não-homogêneos. A intensidade em um meio não-homogêneos pode ser calculada selecionando uma nova opção de Cálculo de intensidade na janela de configurações de Óptica Geométrica. As opções a seguir agora estão disponíveis:

  • Nenhum – Não calcular a intensidade. * Usar curvaturas principais – O método mais preciso de cálculo de intensidade, porém aplicável somente a meios homogêneos (isto é, com índice de refração constante). * Usar curvaturas principais e potência do raio – Semelhante a Usar curvaturas principais, mas cria variáveis adicionais que podem ser usadas para calcular potência de raio depositada em domínios ou contornos. * Usar tensor de curvatura – Pode ser usado para calcular a intensidade em meios homogêneos e matizados. Em meios completamente homogêneos, a opção Usar curvaturas principais é ligeiramente mais precisa. * Usar tensor de curvatura e potência do raio – Semelhante a Usar tensor de curvatura, mas cria variáveis adicionais que podem ser usadas para calcular potência de raio depositada em domínios ou contornos.

Trajetória de raios em uma lente Luneburg, uma lente sólida com um índice de refração não-homogêneo. A cor do raio é proporcional ao logaritmo de intensidade de raio. Trajetória de raios em uma lente Luneburg, uma lente sólida com um índice de refração não-homogêneo. A cor do raio é proporcional ao logaritmo de intensidade de raio.

Trajetória de raios em uma lente Luneburg, uma lente sólida com um índice de refração não-homogêneo. A cor do raio é proporcional ao logaritmo de intensidade de raio.

Novas opções para aplicação de filmes dielétricos finos

As opções de especificação das propriedades de filmes dielétricos finos em descontinuidades materiais foram amplamente expandidas. Agora é possível gerar automaticamente um filme dielétrico de camada única de tal forma que a refletância ou transmitância de raios em uma determinada frequência, polarização ou direção possa ser obtida. Também há um novo atalho para criar revestimentos antirrefletivos em contornos entre meios diferentes. Na preparação de um filme multicamada adicionando subnós Filme Dielétrico Fino a uma superfície, é possível tornar algumas camadas periódicas, permitindo que filmes multicamada complexos contendo centenas de camadas sejam preparados com apenas um pequeno número de subnós Filme Dielétrico Fino.

Com os aprimoramentos ao tratamento de filmes multicamada, agora é possível parametrizar o número de camadas em um refletor Bragg distribuído. À medida que o número de camadas aumenta, a refletância dentro da faixa de parada se aproxima de 100%. Com os aprimoramentos ao tratamento de filmes multicamada, agora é possível parametrizar o número de camadas em um refletor Bragg distribuído. À medida que o número de camadas aumenta, a refletância dentro da faixa de parada se aproxima de 100%.

Com os aprimoramentos ao tratamento de filmes multicamada, agora é possível parametrizar o número de camadas em um refletor Bragg distribuído. À medida que o número de camadas aumenta, a refletância dentro da faixa de parada se aproxima de 100%.

Suporte aprimorado a propriedades de materiais dependentes de frequência

Em modelos de óptica geométrica, agora é possível especificar as propriedades de materiais que são dependentes da frequência do raio ou de outra propriedade do raio diretamente na janela de configurações de Material, em vez de fazê-lo na janela de configurações de Propriedades do Meio. Para fazer isso, todas as propriedades de raio devem estar contidas no novo operador noenv(), que permite a inclusão de quantidades que existem somente em raios nas expressões definidas em domínios.

Simular a separação de luz policromática feita por um prisma, como demonstrado acima, agora é mais fácil do que nunca. Simular a separação de luz policromática feita por um prisma, como demonstrado acima, agora é mais fácil do que nunca.

Simular a separação de luz policromática feita por um prisma, como demonstrado acima, agora é mais fácil do que nunca.

Novo Tutorial: Tubo de luz transparente

Tubos de luz são estruturas que podem ser usadas para transportar luz entre locais diferentes. Em geral, eles podem ser divididos em dois grupos principais: tubos alinhados a um revestimento refletivo e sólidos transparentes que contêm luz via reflexão interna total. Nesse exemplo, a luz é transportada através de um tubo de luz curvado por meio de reflexão interna total. O efeito da forma do tubo na transmitância é investigado.

Homogeneização de uma fonte LED por meio de reflexão interna total em um tubo de luz curvado. Homogeneização de uma fonte LED por meio de reflexão interna total em um tubo de luz curvado.

Homogeneização de uma fonte LED por meio de reflexão interna total em um tubo de luz curvado.