תוכנת ®COMSOL Multiphysics מוסיפה למגוון יכולותיה את יכולת המעקב אחר קרני אור

                                                  
לקבלת פרטים נוספים אודות המוצרים והשירותים שחברת נומריקל מספקת, נא השאירו פרטים.

מאמרים נוספים לעיונכם:

חבילת התוכנה ®COMSOL Multiphysics, מארז ידוע מאוד המיוצר ע"י תאגיד ®COMSOL (ברלינגטון, מסצ'וסטס), אשר מסוגל למדל בשיטה הנומרית סוגים רבים מאוד של תהליכים פיזיקליים, מכיל כעת תוספת חדשה אשר רלוונטית במיוחד למדענים ולמהנדסים שפועלים בתחום הפוטוניקה: מודול Ray Optics. כתוצאה מכך, אלו שהשתמשו במודולים RF ו- Wave Optics של התוכנה, עבור מידול אלקטרומגנטי בתדר גבוה (טווח אופטי ורדיו), יכולים כעת ליצור מודלים שמנצלים לטובה את הפשטות היחסית והגישה האלטרנטיבית של מעקב אחר קרני אור. תהליכים מהסוג הזה יכולים להיות ממודלים בנפרד או בשילוב עם פיזיקות אחרות ע"י שימוש במודולים נוספים של התוכנה, וכך מתאפשר מידול סימולטני והדדי של המון סוגים שונים של תהליכים פיזיקליים, לרבות תרמי, מכני, אלקטרומגנטי, חשמלי, כימי, זרימה ועוד.
שני המודולים, RF Module ו- Wave Optics Module כוללים את ממשק מרחב התדר של גלים אלקטרומגנטיים, אשר מחשב את הפתרון הגלי המלא של משוואת הגל האלקטרומגנטי. "על אף שפתרון גלי מלא מעניק תוצאות מדויקות מאוד בקנה מידה רחב של מעט אורכי גלים, הצורך לפתור כל תנודה עם רשת של אלמנטים סופיים הופך את התהליך ליקר מבחינה חישובית עבור שימוש בגיאומטריות גדולות בתדר גבוה", מסביר כריסטופר בושר, מפתח תוכנה ב- ®COMSOL.
"מודול Ray Optics, אשר כולל את ממשק האופטיקה הגיאומטרית, מקל על המידול של התפשטות גל אלקטרומגנטי על פני מרחקים, שהם כה גדולים מבחינה אופטית, כך שזה לא פרקטי לפתור גלים אינדיבידואליים ע"י
התוספת של מודול Ray Optics מאפשר מידול מבוסס פיזיקה של, לדוגמא,thermally induced focal shift בעדשה. "קרני אור אשר מתרחבות דרך עדשה מאבדות חלק מהעוצמה שלהן בשל ספיגה שמתבצעת ע"י הזכוכית, מה שגורם לעדשה להתחמם. כאשר הטמפ' של העדשה משתנה, מקדם השבירה משתנה, והעדשה חווה שינוי צורה מבני. כיוון ששני האפקטים הללו עלולים לבלבל את מסלולי הקרן, הכרחי לעקוב שוב אחר הקרניים במערכת העדשה שצורתה השתנתה תרמית, במטרה להשיג פתרון מדויק. עם המודול Ray Optics אפשרי ליצור לולאת פתרון אשר מבצעת החלפה בין חישוב מסלול הקרן ושדה הטמפ' שנוצר כתוצאה מכך, עד אשר מתקבל פתרון עקבי".

Modeling thermally induced focal shift

מודול Ray Optics ניתן לשימוש גם עבור חישוב עוצמת הקרן וניתוח קוטביות הקרן ע"י הקצאת משתנים עבור פרמטרי סטוקס והרדיוס הראשי של חזית הגל של העקמומיות של כל קרן. המאפיין המגדיר את הפוזיציה והמיקום הראשוניים של קרניים יכול להיות מנוצל גם בכדי לפרט כי הקרניים המשתחררות הן בעלות קוטביות ליניארית, מעגלית או אליפטית, ויכול לציין דרגת קוטביות בין 0 ל- 1. עבור חישוב של עוצמת הקרן ישנן אופציות מובנות של שחרור גלים מישוריים וכדוריים, כמו גם אופציה כללית יותר לציון שני הרדיוסים העיקריים של עקמומיות חזית הגל. "'כאשר קרניים פועלות הדדית עם גבולות, כיווני הקרן מחושבים בעזרת חוק סנל. עוצמת ההשתקפות והשבירה של קרניים יכולה להיות מחושבת ע"י חוקי פרנל, והרדיוסים הראשיים של העקמומיות מאותחלים בהתבסס על עקמומיות השטח", אומר בושר. "מאפיינים נוספים הראויים לציון הינם אופציות לשחרור קרניים עם תפוצה של תדרים שונים, תנאי שפה של סרט דיאלקטרי דק, תנאי שפה מובנים עבור רכיבים אופטיים אידיאליים כמו מעכבי גל ומקטב ליניארי, היכולת למדל התפשטות קרן באמצעי סופג או מגביר, ומשתנים מובנים עבור אורך ושלב בנתיב אופטי".

אין צורך בייצוא של הקבצים

"אחת התלונות השכיחות ביותר ששמענו אודות יישומי Ray-Optics בדרג התעשייתי הינה המחסור בפתרון מובנה המתחשב בכל הפיזיקות במודל. בדרך כלל המשתמש נדרש קודם לעקוב אחר הקרן בתוכנה אחת, לייצא את הנתונים לקובץ, לייבא אותם לתוכנה אחרת עבור אנליזה תרמית, וכך הלאה. עם ®COMSOL Multiphysics אפשרי לעקוב אחרי קרני אור, להתחשב בתופעות מבניות ותרמיות, ולנתח את התוצאות בתוכנה אחת בלבד, עובדה שהופכת את מהלך העבודה לפשוט ביותר".
יישומים פוטנציאליים אחרים קצירת אנרגיה סולארית; משטח מואר (במקרה הנ"ל קרינה סולארית שמשתקפת) יכול להיות מוגדר במדויק והכיוון של קרניים הפוגעות בקרקע המוגדרות בצורה ישירה או ע"י בחירת תאריך, זמן ומיקום. ניתן להתחשב גם בסטיות קטנות כמו חוזק הקרקע והאפלת שפה סולארית.
כיוון שזה קל לעקוב אחר קרניים שיש להן תפוצה של תדרים שונים, זה אפשרי בנוסף למדל מכשירים כגון מונוכרומטורים וספקטומטרים. לדוגמא, ספריית המודלים של מערכות אופטיות, שהיא חלק מהמודול Ray Optics כוללת דוגמא של מונוכרומטור Czerny-Turner אשר עושה שימוש בתנאי שפה סריגי מובנה בכדי להפריד אור פוליכרומטי.
אנליזה נומרית
אנליזה נומרית
אנליזה נומרית
שימוש ברשת אלמנטים סופיים", אומר בושר. "כאשר משווים לגלים האלקטרומגנטיים, לממשק מעטפת קרני האור, ממשק האופטיקה הגיאומטרית מכיל יותר אומדנים אך לא מצריך ידיעה מראש של כיוון התפשטות הגל. הדבר הופך את ממשק האופטיקה הגיאומטרית שימושי למידול מבנים גדולים בהם גלים יכולים להתרחב לכיוונים רבים בעודם חווים החזרה ושבירה של אור בגבולות".
לחצו כאן למעבר למאמר המקורי בשפה האנגלית שהתפרסם במגזין הפיזיקלי הנחשב LaserFocusWorld
Home > Articles > Media Articles > Article 5
לקבלת פרטים נוספים ללא התחייבות
שדה מילוי חובה מסומן ב- *
רוצים ללמוד עוד על יכולותיה המולטיפיזיקליות הגבוהות של ®COMSOL?

זה פשוט וקל להכיר אונליין את הממשק האינטואיטיבי של התוכנה!

צפו בהדרכות מקוונות מפורטות אודות האפשרויות הרבות ב- ®COMSOL Multiphysics

כנסו לדף ייעודי המתעדכן מדי שבוע וכולל סרטוני הדרכה מלאים עם כתוביות בעברית

 
 
 כתובת: פארק המדע, פנחס ספיר 8, נס ציונה I אימייל: info@numerical.co.il  |  טל: 03-9629621

Numerical© 2017 כל הזכויות שמורות