Wave Optics Module

Nova aplicação: Analisador de grades de fios plasmônicos

Essa aplicação calcula coeficientes de refração, reflexão especular e difração de primeira ordem como funções do ângulo de incidência de uma grade de fios em um substrato dielétrico. O ângulo incidente de uma onda plana é varrido a partir do ângulo normal para o ângulo da grade na estrutura. A aplicação também mostra a magnitude do campo elétrico para múltiplos períodos de grade para um ângulo de incidência selecionado.

Uma aplicação que calcula eficiências de difração para as ondas transmitidas e refletidas (m = 0) e as difrações de primeira e segunda ordem (m = ±1 e ±2) como funções do ângulo de incidência de uma grade de fios em um substrato dielétrico. O comprimento da onda, a polarização, as propriedades do material, a periodicidade de onda e o raio podem ser alterados. Uma aplicação que calcula eficiências de difração para as ondas transmitidas e refletidas (m = 0) e as difrações de primeira e segunda ordem (m = ±1 e ±2) como funções do ângulo de incidência de uma grade de fios em um substrato dielétrico. O comprimento da onda, a polarização, as propriedades do material, a periodicidade de onda e o raio podem ser alterados.

Uma aplicação que calcula eficiências de difração para as ondas transmitidas e refletidas (m = 0) e as difrações de primeira e segunda ordem (m = ±1 e ±2) como funções do ângulo de incidência de uma grade de fios em um substrato dielétrico. O comprimento da onda, a polarização, as propriedades do material, a periodicidade de onda e o raio podem ser alterados.

Imagem conceitual do modelo subjacente da aplicação. É exibida a norma do campo elétrico. Imagem conceitual do modelo subjacente da aplicação. É exibida a norma do campo elétrico.

Imagem conceitual do modelo subjacente da aplicação. É exibida a norma do campo elétrico.

Variável pós-processamento de vetor de onda para porta periódica e porta de ordem de difração

Variáveis pós-processamento são adicionadas aos vetores de onda para a onda incidente e as diversas ordens de difração (incluindo a onda refletiva). Essas variáveis podem ser usadas em representações de setas para visualizar as diversas ordens de difração de grades e outras estruturas periódicas.

Representação de seta mostrando as diversas ordens de difração em uma grade de fios plasmônicos. Representação de seta mostrando as diversas ordens de difração em uma grade de fios plasmônicos.

Representação de seta mostrando as diversas ordens de difração em uma grade de fios plasmônicos.

A condição de contorno de Dispersão em 2D axissimétrico agora lida com ondas planas incidentes e dispersas

A condição de contorno Dispersão para modelos 2D axissimétricos agora inclui uma opção de onda plana para o tipo de onda dispersa. Isso significa que agora é possível configurar a condição Dispersão para absorver uma onda que se propaga ao longo de uma guia de onda coaxial, como demonstrado no exemplo abaixo. Além disso, também é possível inserir o campo de uma onda incidente que se propaga ao longo do eixo de simetria. Isso é útil para ondas estimulantes e absorventes que se propagam ao longo de guias de onda coaxiais se você não quiser usar o estímulo Porta Discreta. Isso também é útil para propagar feixes gaussianos em espaço livre.

A imagem acima mostra a configuração da condição de contorno de Dispersão, estimulando uma onda incidente que se propaga ao longo de uma guia de onda coaxial. A imagem acima mostra a configuração da condição de contorno de Dispersão, estimulando uma onda incidente que se propaga ao longo de uma guia de onda coaxial.

A imagem acima mostra a configuração da condição de contorno de Dispersão, estimulando uma onda incidente que se propaga ao longo de uma guia de onda coaxial.

Nova relação constitutiva com a interface Domínio de Frequência: Tangente de Perda; Ângulo de Perda; e Tangente de Perda, Fator de Dissipação

O antigo modelo de tangente de perda foi renomeado para Tangente de perda, ângulo de perda. Foi adicionado um novo modelo de campo de deslocamento elétrico, chamado de Tangente de perda, fator de dissipação, a partir do qual é possível inserir diretamente um valor para o fator de dissipação do material.

Os novos modelos Tangente de perda, ângulo de perda e Tangente de perda, fator de dissipação. Os novos modelos Tangente de perda, ângulo de perda e Tangente de perda, fator de dissipação.

Os novos modelos Tangente de perda, ângulo de perda e Tangente de perda, fator de dissipação.

Densidade de corrente superficial na condição de contorno de transição

O sub-recurso da condição de contorno Transição é uma fonte de corrente superficial de um único lado, útil para aplicações EMI/EMC. Ela modela uma corrente fixa que flui ao longo de um único lado de uma chapa condutiva fina.

Modelagem de domínio de tempo de meio Drude-Lorentz dispersivo

Arranjos de orifícios plasmônicos têm atraído muito interesse na última década, desde a descoberta de transmissão extraordinária através de arranjos de orifícios subcomprimento de onda. A teoria clássica de Bethe prevê que a transmitância através de um orifício circular subcomprimento de onda em uma tela PEC escalone como (d/lambda)^4. Ainda assim, a transmissão através de orifícios em filmes metálicos realistas pode exceder 50% e até mesmo chegar a 100%. Esse fenômeno é atribuído a polaritons de plásmons superficiais, que conseguem afunilar energia eletromagnética através do orifício mesmo que seja muito subcomprimento de onda. Esse modelo é destinado a um tutorial que mostra como modelar a equação de onda totalmente dependente de tempo em meios dispersivos, como plasmas e semicondutores (e qualquer meio linear que possa ser descrito por uma soma de termos ressonantes Drude-Lorentz).

Um pulso de onda eletromagnética se propaga através de um orifício subcomprimento de onda em uma placa dielétrica dispersiva. Um pulso de onda eletromagnética se propaga através de um orifício subcomprimento de onda em uma placa dielétrica dispersiva.

Um pulso de onda eletromagnética se propaga através de um orifício subcomprimento de onda em uma placa dielétrica dispersiva.

Tipo de estudo de domínio de comprimento de onda adicionado

Com a etapa de estudo Wavelength domain (Domínio de comprimento de onda), agora é possível varrer o comprimento de onda no vácuo ao invés de varrer a frequência, como era feito no estudo Frequency domain. O estudo Wavelength domain cria as variáveis root.lambda0 e phys.lambda0 (em que \"phys\" é o rótulo da interface física), que representam o comprimento de onda no vácuo. A frequência ainda é o parâmetro de condução das interfaces Ondas Eletromagnéticas, Domínio de Frequência e Ondas Eletromagnéticas, Envelopes de Feixes, mas agora root.freq é definido como c_const/root.lambda0. Ao representar parâmetros globais, como os parâmetros S contra o parâmetro de varredura, o comprimento de onda automaticamente aparece no eixo x.

Os modelos a seguir agora usam o estudo Wavelength domain, ao invés do estudo Frequency domain: scatteringnanosphere, plasmonicwiregrating, scattereronsubstrate, hexagonalgrating e self_focusing.

Janela de configurações do estudo Wavelength domain. Janela de configurações do estudo Wavelength domain.

Janela de configurações do estudo Wavelength domain.

Estruturas periódicas hexagonais

Estruturas periódicas hexagonais agora são analisadas corretamente usando portas periódicas. Basta especificar a direção da onda incidente para os lados da célula hexagonal e todas as condições de contorno periódicas serão aplicadas adequadamente. As portas periódicas também foram aprimoradas para lidar com contornos de porta particionada.

Simulação de uma grade usando as novas estruturas periódicas hexagonais. Simulação de uma grade usando as novas estruturas periódicas hexagonais.

Simulação de uma grade usando as novas estruturas periódicas hexagonais.

Polarização conduzida por amortecimento como uma nova relação constitutiva da interface Transiente

Na interface Ondas Eletromagnéticas, Transientes, agora é possível usar o modelo de dispersão Drude-Lorentz a partir dos modelos de campo de deslocamento elétrico disponíveis. O recurso Polarização Drude-Lorentz agora pode ser adicionado como sub-recursos do recurso de equação de onda. O recurso Polarização Drude-Lorentz adiciona a seguinte equação aos domínios desejados:

Essa equação será solucionada em conjunto com a equação de onda dependente de tempo para o potencial vetorial magnético.

Essa equação será solucionada em conjunto com a equação de onda dependente de tempo para o potencial vetorial magnético.

Captura de tela da seleção do modelo de dispersão Drude-Lorentz nas configurações de Equação de Onda, Elétrica. Captura de tela da seleção do modelo de dispersão Drude-Lorentz nas configurações de Equação de Onda, Elétrica.

Captura de tela da seleção do modelo de dispersão Drude-Lorentz nas configurações de Equação de Onda, Elétrica.

Recurso de continuidade de campo adicionado à interface Envelopes de Feixes Unidirecionais

Para modelar o ressonador anelar na imagem abaixo, é possível usar a formulação unidirecional da interface Ondas Eletromagnéticas, Envelopes de Feixes. Para lidar com estruturas, como um ressonador anelar, é necessário inserir uma função de fase para a onda que aumente à medida que a onda se propaga em sentido horário no anel (assumindo que a onda está se propagando na guia de onda reta, da parte inferior para a superior). Para fechar o loop, é necessário introduzir, em algum lugar, um pulo na função de fase. No modelo abaixo, o pulo na fase é introduzido no contorno interior da parte mais à direita do anel. Os componentes tangenciais dos campos elétricos e magnéticos são reforçados para que fiquem contínuos no contorno, com a nova condição de contorno Continuidade de Campo.

A condição de contorno só está disponível para propagação unidirecional e em contornos interiores. Normalmente ela fica oculta, mas fica disponível se as Opções de Física Avançada forem selecionadas no menu Exibir, na barra de ferramentas do Model Builder.

Simulação de um Filtro de entalhe de ressonador anelar óptico usando o novo recurso de Continuidade de Campo. Simulação de um Filtro de entalhe de ressonador anelar óptico usando o novo recurso de Continuidade de Campo.

Simulação de um Filtro de entalhe de ressonador anelar óptico usando o novo recurso de Continuidade de Campo.

Novo banco de dados de materiais ópticos

O novo Bando de Dados de Materiais Ópticos está disponível para os módulos Ray Optics e Wave Optics. Ele contém dados de um grande número de materiais, para dispersão de partes reais e imaginárias do índice de refração. Entre os materiais há um grande número de vidros usados para lentes, materiais semicondutores e outras áreas. Os modelos a seguir agora usam o Banco de Dados de Materiais Ópticos: scatteringnanosphere, plasmonicwiregrating e scattereron_substrate.

Captura de tela do Banco de Dados de Materiais Ópticos com mais de 1.400 materiais Captura de tela do Banco de Dados de Materiais Ópticos com mais de 1.400 materiais

Captura de tela do Banco de Dados de Materiais Ópticos com mais de 1.400 materiais

Parâmetros S definidos como zero para modos evanescentes

Para modos de porta que não se propagam (evanescentes), os parâmetros S agora são definidos automaticamente como zero. Assim, não é necessário adicionar expressões lógicas que nulifiquem os parâmetros S para frequências/ângulos nos quais a onda correspondente seja evanescente. Isso simplifica o uso de parâmetros S em pós-processamento.

Novo Tutorial: Grade hexagonal

Uma onda plana é incidente em uma grade hexagonal refletidora. A célula de grade consiste em uma semiesfera protuberante. Os coeficientes de dispersão das diferentes ordens de difração são calculados para vários comprimentos de onda distintos.

A norma do campo elétrico (representação em cores) e o vetor Poynting por média de tempo (representação com setas) de parte de uma grade hexagonal. A norma do campo elétrico (representação em cores) e o vetor Poynting por média de tempo (representação com setas) de parte de uma grade hexagonal.

A norma do campo elétrico (representação em cores) e o vetor Poynting por média de tempo (representação com setas) de parte de uma grade hexagonal.

Novo Tutorial: Filtro de entalhe de ressonador anelar óptico

Esse modelo calcula as propriedades espectrais de um ressonador anelar óptico. O modelo demonstra como usar a condição de contorno de Continuidade de Campo em contornos, em que há um pulo na aproximação de fase predefinida.

Essa imagem mostra o componente fora do plano do campo elétrico no ressonador anelar óptico para um comprimento de onda próximo da ressonância. Essa imagem mostra o componente fora do plano do campo elétrico no ressonador anelar óptico para um comprimento de onda próximo da ressonância.

Essa imagem mostra o componente fora do plano do campo elétrico no ressonador anelar óptico para um comprimento de onda próximo da ressonância.