射线光学模块

在光学大型系统中模拟射线跟踪

射线光学模块是comsol多物理的附加组件188金宝搏优惠®使您可以使用射线跟踪方法对电磁波传播进行建模的软件。传播波被视为可以反射,折射或吸收的射线。与波长相比,这种电磁辐射的处理使用近似值。

将射线光学模块与Comsol产品套件的其他模块相结合,可以在温度梯度和变形的几何形状中进行射线追踪,从而在单个模拟环境中188金宝搏优惠进行高效率结构性热点性能(Stop)分析。

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光谱仪模型显示了红色,绿色和蓝色的射线图。

停止分析

光学系统对环境的变化可能非常敏感,包括高海拔,空间,水下以及激光和核设施。这种光学系统受到结构载荷和极端温度的影响。充分捕获这些环境影响的最准确方法是通过停止分析通过数值模拟。与comsol多物188金宝搏优惠理学®软件,您可以将结构,热和光学效应结合在单个模型中,以便在热压力诱导的变形几何形状中追溯到射线,而内置材料模型则是折射率的温度依赖性。

您还可以将射线光学模块与其他提供扩展的结构和热建模能力的附加模块相结合,例如,以说明热辐射,结合传热,超弹性材料和压电性。

您可以使用射线光学模块建模

用comsol进行光射线跟踪分析188金宝搏优惠®软件。

双高斯镜头模型的特写视图,显示了射线轨迹和D线折射率。

镜片

分析光学系统的单色畸变。

紧凑型相机模型的特写视图显示了射线轨迹。

相机

设计带有几个非球面的摄像头模块。

蝴蝶结激光腔模型的特写视图显示了射线轨迹。

激光腔

通过射线追踪功能预测激光稳定性。

具有射线轨迹的激光聚焦系统的特写视图。

激光聚焦系统

通过高功率激光焦点系统进行跟踪射线。

显示射线传播的菲涅耳菱形模型的特写视图。

棱镜和涂料

使用内置的Stokes-Mueller形式主义操纵光的极化。

牛顿望远镜模型的特写视图显示了变形和射线轨迹。

望远镜

通过各种望远镜系统分析光线。

酒店模型的特写景观显示了地面的苛刻表面。

太阳辐射

分析反射的射线和太阳盘浓缩器/接收器系统。

显示射线图的单色器模型的特写视图。

光谱仪和单色器

使用光栅或色散介质分开多色光。

具有传播光线的干涉仪模型的特写视图。

干涉仪

与翻译和旋转表面的模型射线相互作用。

微观镜头模型的特写视图显示了传播光线。

紫外线光刻

将紫外线聚焦到硅底物上的亚微米斑。

射线光学模块中的功能和功能

射线光学模块使用射线示踪方法来建模光传播和电磁辐射。

图形窗口中突出显示了带有几何光学节点的模型构建器的特写视图。

几何光学元件

几何光学器件可用于模拟光学大型结构中的电磁波传播。这几何光学元件界面包括对射线强度和极化的内置处理。强度计算采用了Stokes -Mueller演算的一种形式,该形式可以轻松跟踪完全极化,非极化和部分极化的射线。

灵活的射线追踪算法使光线可以通过均匀和分级索引(笑)介质传播。它们也可以是单色或多色,您可以在其中指定波长的分布或输入一组离散值。

带有已加载零件节点的模型构建器的特写视图突出显示和相应的设置窗口。

镜头和镜子几何形状

射线光学模块包括一个基本几何零件的库,例如镜子,镜头,棱镜和孔径停止。这些部分中的每一个都是完全参数化的,其中许多零件都包含具有不同输入参数组合的变体,因此可以方便地修改它们以拟合光学设计。

例如,您可以将球形或圆锥镜插入几何序列中。指定表面是凹面还是凸面;输入曲率半径;然后指定公寓的透明直径,全直径和直径(如果有)。这些输入可以手动调整,也可以通过运行参数扫描学习。此外,可以使用内置的工作平面将零件相对于先前插入的零件定向,并且这些零件可以自动创建命名的选择,以轻松将边界条件分配给正确的表面。

模型构建器的特写视图,带有光栅节点突出显示图形窗口中的光谱仪。

多功能和直观的功能

射线会自动检测其路径中的几何边界,而无需指定射线结合相互作用的顺序。当射线到达表面时,它可以被扩散或触发反射,折射或吸收。您还可以分配有条件的边界交互,或者在两个不同的边界交互之间随机选择给定概率。

在介电介质之间的边界上,每个事件射线都确定性地分为反射和折射射线。还自动检测到总内部反射。如果求解了射线强度,则根据菲涅尔方程将自动更新反射和折射的射线。您还可以在材料不连续性上定义薄介电层,这些材料不连续性可以用作过滤器,防反射涂层或介电镜。

模型构建器的特写视图,带有照明的表面节点突出显示了图形窗口中的两个反射器模型。

射线释放机制

可以通过直接输入其坐标,从文本文件中导入坐标或从所选几何实体释放射线来初始化射线。射线可以从几何形状中的域,边界,边缘或点的任何选择中释放出来。还具有专门的特征,可以在地球表面的指定位置产生太阳辐射,或者从照明边界释放反射或折射光线。

在求解射线强度时,可以通过使用表达式或将光度数据文件(特别是IES文件)加载到模型中初始化。其他预定义的射线释放功能可用于模拟黑体辐射和高斯束传播。

在每个释放位置,射线可以沿用户指定的方向启动,也可以从球形,半球,圆锥形或兰伯特分布中采样多个不同方向。

图形窗口中突出显示了带有射线热源节点的模型构建器的特写视图。

射线加热

射线加热界面用于模拟在光学大型系统中的电磁波传播,其中射线和温度分布是双向或双向耦合的。由于射线在吸收介质中的衰减而损失的能量会产生温度计算中包含的热源。

图形窗口中的中等属性节点设置窗口和双高斯镜头模型的特写视图。

光学和热光分散模型

每种培养基的折射率可以直接指定或从光学分散关系中得出。色散系数(例如Sellmeier系数)可以从材料数据库中加载或直接输入到用户定义的材料中。折射率可能很复杂,其中实际部分决定了介质中的光速,而假想部分会导致射线衰减或增益。

还可以根据温度调整热光分散系数来调整折射率。还有一个依赖温度的Sellmeier色散模型,该模型将温度和波长依赖性结合到一组Sellmeier系数中,这对于低温材料特别有用。

图形窗口中突出显示的材料节点和PETZVAL镜头模型的模型构建器的特写视图。

光学材料库

光学材料库包括Schott AG,CDGM Glass Company Ltd.,Ohara Corporation和Corning Inc.的眼镜数据,以及各种气体,金属和聚合物。对于大多数这些光玻璃,折射率是通过一组光学分散系数的波长给出的。

除了折射率外,光学材料库中的许多光镜还提供结构和热性能,例如密度,杨氏模量,泊松比,线性热膨胀系数,导热率和特定的热容量。这些结构和热性能的包含进一步促进了耦合的停止分析。玻璃的内部透射率也是波长的函数,因此也可以预测介质中的光的衰减。

两个图形窗口中的点图和畸变图的特写视图。

光学性能的可视化

与comsol多物188金宝搏优惠理学®后处理工具,您可以同时创建视觉上令人愉悦且有益的模拟结果。您可以将射线绘制为2D或3D中的线,管,点和向量,并通过任意表达式为射线上色,该表达式可能在不同的射线甚至每个射线的路径之间变化。在求解射线强度时,您还可以沿射线绘制极化椭圆。

coms188金宝搏优惠ol多物理学®软件还提供了灵活性,不仅可以显示射线路径,还提供其他专用图,以查看干扰条纹并将光路差分解为单个单色畸变项。您还可以用平面,球体,半球或更专业的表面绘制射线的交点。

Vdara是CityCenter Land,LLC的注册商标。

每个业务和每个模拟都需要不同。

为了充分评估comsol多物理学是否188金宝搏优惠®软件将满足您的要求,您需要与我们联系。通过与我们的一位销售代表交谈,您将获得个性化的建议和充分记录的示例,以帮助您充分利用评估,并指导您选择适合您需求的最佳许可选项。

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