波光学模块

全波电磁分析

Wave Optics模块使您能够快速，轻松地在2D，2D轴对称和3D域中设置模型。您的分析都包括基本和先进的边界条件。

工作流程很简单，通常可以通过以下步骤描述：创建或导入几何形状，选择材料，选择合适的波光学接口，定义边界和初始条件，定义网格，选择求解器并可视化结果。所有这些步骤都从Comsol多物理学访问188金宝搏优惠^®环境。网格和求解器设置是自动的，具有手动编辑的选项。

波光学模块的功能涵盖了基于麦克斯韦方程的电磁场和波的模拟，以及在各种介质中进行传播的材料定律。通过内置用户界面访问建模功能，这使您可以分析光学和光子设备中的波浪现象。

波光学模块可以在频率和时间域中进行建模，包括特征频率和模式分析。

光学材料

使用内置光学材料数据库中的材料或定义您自己的材料。您可以指定相对介电常数或屈光指数，并包括更先进的材料属性，例如Debye，Drude -Lorentz和Sellmeier分散剂。材料可以是各向异性和功能分级的。

通过修改材料定义，管理麦克斯韦方程或直接在软件中的边界条件来完全控制模拟。这种灵活性使您能够创建各种用户定义的材料，包括超材料，具有工程性能以及旋转磁性和手性材料。

数据可视化和提取

结果是使用例如电场和磁场的图，反射率，透射率，衍射效率，S-参数，功率流和耗散表示的。您还可以根据可以自由定义的物理量来创建非标准表达式的可视化。这使得通过启用结果的几乎各个方面来获得更深入的见识。

非线性光学元件

Wave Optics模块提供了几个功能，用于在时间域和频域中模拟非线性光学器件。在频域中，您可以具有诸如自我关注的现象的场相关材料属性，也可以将多个频域分析共同建模，以模拟两个或多个波浪之间在不同频率或差异频率产生的不同频率之间的混合。通过结合非线性极化项，这种方法允许使用连续波（CW）激光或其他准稳态现象进行非线性模拟。在时域也有类似的灵活性，可以修改极化或残余电位移项以实现更先进的建模场景，例如超快现象。

边界条件

电磁波建模需要高度专业的边界条件，包括建模无界域以及超材料等周期结构的能力。例如，对周期性超物质进行建模需要定期端口，以处理任意角度的入射和衍射顺序。为了进行波导和光纤的一般建模，需要数值模式匹配的端口才能与传入的光正确喂养波导。

波光学模块中的重要边界条件

• 完美的电导体（PEC）
• 阻抗（有限电导率）
• 过渡（薄损耗导电板）
• 带有任意衍射顺序的周期性端口
• floquet或bloch，周期性
• 散射（吸收）边界
• 端口
  • 分析形状
  • 数字（模式匹配）

光学设备中的多物理效果

波光学模块可以与任何其他模块结合使用，以模拟多物理现象，所有这些现象都与核心comsol多物理无缝集成188金宝搏优惠^®软件平台。这意味着您的建模工作流程保持不变，而不论您正在建模的应用领域或物理学。

您可能需要检查机械变形对设备性能的影响，包括应力光效应。同样，您可以检查传热，热应力和热耗散如何影响设备。

此外，您可以模拟如何将各种物理现象用于调制目的，例如声学，电光和磁光效应。

通过与质量传输模拟结合使用，您可以使用各向异性扩散系数计算现实的折射率轮廓，并在电磁分析中使用结果。

周期性结构

周期性结构对于许多用于诸如极化和亚波长度成像和衍射光学的应用的工程电磁结构至关重要。在Wave光学模块中，您可以使用Floquet周期性条件和不同的衍射顺序对这些结构进行建模，包括其高阶衍射模式。使用这些功能，您可以准确设计元图和其他平面光学元件的元素。

散射

例如，使用散射的场公式可以轻松完成金纳米颗粒的准确散射模型。在这种方法中，波光学模块为您提供了入射平面波的选择，高斯梁（带有和不带有近似近似）或用户定义的激发，然后求解由所选激发引起的散射场。模拟结构域可以使用完美匹配的层（PML）吸收传出的辐射来近似无限的空间，该层同时吸收辐射，以范围频率和发射率。使用近对野战场变换，可以分析散射器的远场辐射。