Wave Optics Module

Novo Aplicativo: Simulation of Concentric Optical Fibers

A velocidade de transmissão dos guias de ondas ópticas é superior à dos guias de onda de micro-ondas porque dispositivos ópticos têm uma frequência operacional muito mais alta do que micro-ondas, possibilitando uma largura de banda muito maior. Fibras monomodo de índice degrau são usadas para comunicação de longa distância (até mesmo transoceânica), ao passo que fibras multimodo, de índice gradual e degrau, são usadas para comunicação de curta distância, por exemplo, dentro de instituições, campi e prédios de universidades.

Para quase todos os tipos de fibra ópticas comerciais, o projeto consiste em uma estrutura de camadas concêntricas com a(s) camada(s) interna(s) formando o núcleo, e a(s) camada(s) externa(s) formando a casca. Como o núcleo tem um índice de refração mais alto do que a casca, modos guiados podem se propagar ao longo da fibra.

O aplicativo Optical Fiber Simulator realiza análises de modo em estruturas de camadas dielétricas circulares concêntricas. Cada camada é descrita por um diâmetro externo e as partes reais e imaginárias do índice de refração. O aplicativo pode ser usado para analisar tanto fibras de índice degrau quanto gradual. Essas fibras podem ter um número arbitrário de camadas circulares concêntricas.

A interface com o usuário do aplicativo Simulation of Concentric Optical Fibers, mostrando a plotagem de Campo de Modo. A interface com o usuário do aplicativo Simulation of Concentric Optical Fibers, mostrando a plotagem de Campo de Modo.

A interface com o usuário do aplicativo Simulation of Concentric Optical Fibers, mostrando a plotagem de Campo de Modo.

Malha Controlada Pela Física Aprimorada Para Lidar Com Meios Que Apresentam Perdas

A malha controlada pela física avalia os meios elétricos e magnéticos que apresentam perdas e ajusta automaticamente a escala da profundidade do efeito pelicular nos contornos de domínios com perda. Quando a opção Resolve wave in lossy media é selecionada, os contornos externos dos domínios dos meios com perda são malhados espacialmente, com um tamanho de elemento máximo dado pelo menor valor entre metade da profundidade do efeito pelicular e 1/5 do comprimento de onda no vácuo.

A malha mais fina ao longo do contorno externo de um meio circular com perda no ar é caracterizada pela profundidade do efeito pelicular com essas propriedades de material: tangente de perda e fator de dissipação (ε' = 1,2 e tanδ = 3,5) à 1 GHz. A malha mais fina ao longo do contorno externo de um meio circular com perda no ar é caracterizada pela profundidade do efeito pelicular com essas propriedades de material: tangente de perda e fator de dissipação (ε' = 1,2 e tanδ = 3,5) à 1 GHz.

A malha mais fina ao longo do contorno externo de um meio circular com perda no ar é caracterizada pela profundidade do efeito pelicular com essas propriedades de material: tangente de perda e fator de dissipação (ε' = 1,2 e tanδ = 3,5) à 1 GHz.

Sequências de Estudo "Boundary Mode, Frequency-Stationary" e "Boundary Mode, Frequency-Transient"

Há novas sequências de estudo no Model Wizard para as interfaces multifísicas Laser Heating e Microwave Heating nos Módulos Wave Optics e RF, respectivamente. A sequência de estudo Boundary Mode, Frequency-Stationary adiciona uma etapa de estudo Boundary Mode Analysis e uma etapa de estudo Frequency-Stationary. A sequência de estudo Boundary Mode, Frequency-Transient adiciona uma etapa de estudo Boundary Mode Analysis e uma etapa de estudo Frequency-Transient. A etapa de estudo Boundary Mode Analysis é usada para solucionar o campo de modo para portas numéricas nas interfaces eletromagnéticas. As etapas de estudo Frequency-Stationary e Frequency-Transient unem as análises estacionária e transiente à interface Heat Transfer in Solids com uma análise no domínio da frequência para as interfaces Wave Optics e RF.

O painel do Model Wizard mostrando a disponibilidade das novas sequências de estudo Boundary Mode, Frequency-Stationary e Boundary Mode, Frequency-Transient, nesse caso, usadas com a interface multifísica Laser Heating do Módulo Wave Optics.

O painel do Model Wizard mostrando a disponibilidade das novas sequências de estudo Boundary Mode, Frequency-Stationary e Boundary Mode, Frequency-Transient, nesse caso, usadas com a interface multifísica Laser Heating do Módulo Wave Optics.

O painel do Model Wizard mostrando a disponibilidade das novas sequências de estudo Boundary Mode, Frequency-Stationary e Boundary Mode, Frequency-Transient, nesse caso, usadas com a interface multifísica Laser Heating do Módulo Wave Optics.

Configurações de Valores Iniciais para a Scattering Boundary Condition Transiente

Nas configurações da Scattering boundary condition, em simulações dependentes de tempo, há uma nova seção chamada Initial Values for Incident Wave para configurar os valores iniciais do vetor potencial magnético para a onda incidente. Observe que a seção, inicialmente, fica retraída por padrão. Quando a onda incidente é definida por um campo elétrico, o usuário pode especificar o valor inicial do vetor potencial magnético para a onda incidente. Quando a onda incidente é definida por um campo magnético, o usuário pode especificar o valor inicial para a derivada temporal do potencial magnético, além do valor inicial do vetor potencial magnético. As novas configurações permitem ao usuário definir a forma de onda exata para o vetor potencial magnético para o qual se está solucionando.

Configuração "No Scattered Field" para a condição de contorno Matched Boundary Condition

Para evitar que soluções spúrias apareçam ao usar a condição de contorno Matched boundary condition na interface Electromagnetic Waves, Beam Envelopes, uma nova configuração foi introduzida, a caixa de seleção No scattered field. Quando essa caixa de seleção é marcada, a onda dispersa é restrita a zero no contorno para o qual a condição for selecionada. Um exemplo que usa essa nova configuração é o modelo tutorial [Gaussian Beam Incident at the Brewster Angle] (http://www.br.comsol.com/model/gaussian-beam-incident-at-the-brewster-angle-17093).