(一)案列应用实操教学:
案例一
光子晶体能带分析、能谱计算、光纤模态计算、微腔腔膜求解
案例二
类比凝聚态领域魔角石墨烯的moiré 光子晶体建模以及物理分析
案例三
传播表面等离激元和表面等离激元光栅等
案例四
超材料和超表面仿真设计,周期性超表面透射反射分析
案例五
光力、光扭矩、光镊力势场计算
案例六
波导模型(表面等离激元、石墨烯等)本征模式分析、各种类型波导传输效率求解
案例七
光-热耦合案例
案例八
天线模型
案例九
二维材料如石墨烯建模
案例十
基于微纳结构的电场增强生物探测
案例十一
散射体的散射,吸收和消光截面的计算
案例十二
拓扑光子学:拓扑边缘态和高阶拓扑角态应用仿真
案例十三
二硫化钼的拉曼散射
案例十四
磁化的等离子体、各向异性的液晶、手性介质的仿真
案例十五
光学系统的连续谱束缚态
案例十六
片上微纳结构拓扑优化设计(特殊情况下,利用二维系统来有效优化三维问题)
案例十七
形状优化反设计:利用形状优化设计波导带通滤波器
案例十八
非厄米光学系统的奇异点:包括PT对称波导结构和光子晶体板系统等
案例十九
微纳结构的非线性增强效应,以及共振模式的多极展开分析
案例二十
学员感兴趣的其他案例
(二) 软件操作系统教学:
COMSOL
软件入门
初识COMSOL仿真——以多个具体的案例建立COMSOL仿真框架,建立COMSOL仿真思路,熟悉软件的使用方法
COMSOL软件基本操作
Ø 参数,变量,探针等设置方法、几何建模
Ø 基本函数设置方法,如插值函数、解析函数、分段函数等
Ø 特殊函数的设置方法,如积分、求极值、求平均值等
Ø 高效的网格划分
前处理和后处理的技巧讲解
Ø 特殊变量的定义,如散射截面,微腔模式体积等
Ø 如何利用软件的绘图功能绘制不同类型的数据图和动画
Ø 数据和动画导出
Ø 不同类型求解器的使用场景和方法
COMSOL
软件进阶
COMSOL中RF、波动光学模块仿真基础
Ø COMSOL中求解电磁场的步骤
Ø RF、波动光学模块的应用领域
RF、波动光学模块内置方程解析推导
Ø 亥姆霍兹方程在COMSOL中的求解形式
Ø RF方程弱形式解析,以及修改方法(模拟特殊本构关系的物质)
Ø 深入探索从模拟中获得的结果
(如电磁场分布、功率损耗、传输和反射、阻抗和品质因子等)
边界条件和域条件的使用方法
Ø 完美磁导体和完美电导体的作用和使用场景
Ø 阻抗边界条件、过度边界条件、散射边界条件、周期性边界条件的作用
Ø 求解域条件:完美匹配层的理论基础和使用场景、 PML网格划分标准
Ø 远场域和背景场域的使用
Ø 端口使用场景和方法
Ø 波束包络物理场的使用详解
波源设置
Ø 散射边界和端口边界的使用方法和技巧(波失方向和极化方向设置、S参数、反射率和透射率的计算和提取、高阶衍射通道反射投射效率的计算)
Ø 频域计算、时域计算
Ø 点源,如电偶极子和磁偶极子的使用方法
材料设置
Ø 计算模拟中各向同性,各向异性,金属介电和非线性等材料的设置
Ø 二维材料,如石墨烯、MoS2的设置
Ø 特殊本构关系材料的计算模拟(需要修改内置的弱表达式)
网格设置
Ø 精确仿真电磁场所需的网格划分标准
Ø 网格的优化
Ø 案列教学
COMSOL WITH MATLAB功能简介
Ø COMSOL WITH MATLAB 进行复杂的物理场或者集合模型的建立(如超表面波前的衍射计算)
Ø COMSOL WITH MATLAB 进行复杂函数的设置(如石墨烯电导函数的设置和仿真)
Ø COMSOL WITH MATLAB 进行高级求解运算和后处理
Ø COMSOL WITH MATLAB求解具有色散材料的能带
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