1、仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 中仿科技 May 28, 2013 !“#$“%AFHH&FE 4 F& I& I& I& I& I& 束包络法 (Beam Envelopes Method ) 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 数学描述 E(r)=E 1 (r)exp(-jk 1 r) Helmholtz方程 整理为 以上为严格推导，未引入任何假设 作为对比，传统的束传播法（BPM）也是求解包络，但引入
2、了慢变包 络近似（SVEA），其提供的是Helmholtz方程的近似解。COMSOL的束 包络法没有引入任何近似假设。 r 1 E k 0 2 r cE=0 ( k 1 ) r 1 ( k 1 ) E 1 k 0 2 r cE 1 = 0仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 光场分析 基于COMSOL波动光学模块的 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires
3、 innovation 光场分析 腔模分析 特征值问题 谐振腔、波导、光栅、光子晶体等结构的特征频率及模场分析 传输场散射场分析 光源辐照条件下的光场分布 反射谱、透射谱 损耗增益介质的处理 宏观处理方法（复介电常数复折射率）& 微观处理方法（耦合电子振荡模型载流子运移方程激光器速率方程等）& 普通介质的处理& 色散模型& 非线性效应&仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 腔模分析 求解类型：模式分析 模式分析和边界模式分析两个接口 仅用于描述2D结构，激发波矢
4、垂直表面 不能考虑纵向的不均匀性 传播常数、模场面积计算 求解类型：特征频率分析 适用于2D或3D结构 用于2D结构时，支持面内任意方向波矢 传播常数、Q值计算、模场体积面积计算 支持复合介质类型 损耗增益介质（复介电常数复折射率）7C%978K07L,7用户自定义）&仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 传输场散射场分析 分析类型：总场求解，传输场 适用于2D或者3D结构 提供port边界和散射边界用于定义入射波源的场分布和入射波矢 提供PML和周期性边界，P
5、EC/PMC等常用边界 提供频域、时域分析以及BEM分析 分析类型：散射场求解 适用于2D或3D结构 使用背景场定义入射光场 自动区分总场和散射场 提供PML和周期性边界，PEC/PMC等常用边界 支持频域和时域分析 支持复合介质类型 损耗增益介质（复介电常数复折射率，也可耦合半导体模块分析载流子行为）7C%978K07L,7用户自定义）&仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation SPP光栅反射谱、透射谱分析 一维周期性结构 2D结构仿真，使用port激发 反射谱和
6、透射谱用S参数直接表示 &仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation SPP周期结构散射分析 二维周期性结构 3D结构仿真，使用背景场激发 反射谱和透射谱用功率积分计算 &仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation SPP加增益介质周期结构散射分析 二维周期性结构 3D结构仿真，使用背景场激发 损耗介质和增益介质用复折射率定义 反射谱和透射谱
7、用功率积分计算 &仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation SPP环形结构散射分析 径向偏振 2D轴对称结构仿真，使用散射边界激发 &M7.L./-.(O9.KO)&4S.779.SU&仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 波导耦合器分析 3D结构仿真，使用port激发 利用边界模分析获得激发模式 反射谱和透射谱用S参数计算 大尺寸B
8、EM求解 &仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 非线性光学玻璃中的自聚焦 3D结构仿真，使用散射边界激发 高斯聚焦光束 玻璃是BK-7 大尺寸BEM求解 &仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 光电半导体分析 光学分析的多物理拓展 部分内容引用了江苏大学李孝峰教授在2013年COMSOL中国区用户大会的报告 仿 真 智 领 创
9、新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创
10、 新 Simulating inspires innovation 静电场和载流子输运方程! 引入光生载流子源项& 载流子浓度较高时还需考虑VS79复合& 表面复合通过表面缺陷对浓度分布& 的影响考虑进$WX或者VS79复合&仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 边界条件的处理! 绝缘边界& 电极接触边界& 其他接触使用电流边界&仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating i
11、nspires innovation 加载）静电势分布&L,&!“#$“%&#()*+,-./-&仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 加载）静电势分布&L,&!“#$“%&#()*+,-./-&仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 考虑光生载流子! 加载）静电势分布&L,&!“#$“%&#()*+,-./-&仿 真 智 领 创
12、新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 热透镜 光学分析的多物理拓展 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 微透镜薄膜的受热变形 TE10 波导 (未显示) 4m 宽 “准直” 透镜 空气/真空 PML无反射 截止域 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 仿 真 智 领 创 新 Simulating inspires innovation 10 -sec 1 ms 100 ms 1 sec 局 部 温 度 折 射 率 透 镜 变 形
