案列應(yīng)用實操教學(xué)：

案例一

光子晶體能帶分析、能譜計算、光纖模態(tài)計算、微腔腔膜求解

案例二

類比凝聚態(tài)領(lǐng)域魔角石墨烯的 moiré 光子晶體建模以及物理分析

案例三

傳播表面等離激元和表面等離激元光柵等

案例四

超材料和超表面仿真設(shè)計，周期性超表面透射反射分析

案例五

光力、光扭矩、光鑷力勢場計算

案例六

波導(dǎo)模型（表面等離激元、石墨烯等）本征模式分析、各種類型波導(dǎo)傳輸效率求解

案例七

光-熱耦合案例

案例八

天線模型

案例九

二維材料如石墨烯建模

案例十

基于微納結(jié)構(gòu)的電場增強生物探測

案例十一 散射體的散射,吸收和消光截面的計算

案例十二 拓撲光子學(xué)：拓撲邊緣態(tài)和高階拓撲角態(tài)應(yīng)用仿真

案例十三 二硫化鉬的拉曼散射

案例十四 磁化的等離子體、各向異性的液晶、手性介質(zhì)的仿真

案例十五 光學(xué)系統(tǒng)的連續(xù)譜束縛態(tài)

案例十六 片上微納結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計(特殊情況下，利用二維系統(tǒng)來有效優(yōu)化三維問題)

案例十七 形狀優(yōu)化反設(shè)計：利用形狀優(yōu)化設(shè)計波導(dǎo)帶通濾波器

案例十八 非厄米光學(xué)系統(tǒng)的奇異點：包括 PT 對稱波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和光子晶體板系統(tǒng)等

案例十九 微納結(jié)構(gòu)的非線性增強效應(yīng)，以及共振模式的多極展開分析

案例二十 學(xué)員感興趣的其他案例

軟件操作系統(tǒng)教學(xué)：

COMSOL

軟件入門

初識 COMSOL 仿真——以多個具體的案例建立 COMSOL 仿真框架，建立 COMSOL 仿真

思路，熟悉軟件的使用方法

1、COMSOL 軟件基本操作

 參數(shù)，變量，探針等設(shè)置方法、幾何建模

 基本函數(shù)設(shè)置方法，如插值函數(shù)、解析函數(shù)、分段函數(shù)等

 特殊函數(shù)的設(shè)置方法，如積分、求極值、求平均值等

 高效的網(wǎng)格劃分

2、前處理和后處理的技巧講解

 特殊變量的定義，如散射截面，微腔模式體積等

 如何利用軟件的繪圖功能繪制不同類型的數(shù)據(jù)圖和動畫

 數(shù)據(jù)和動畫導(dǎo)出

 不同類型求解器的使用場景和方法

COMSOL

軟件進階

3、COMSOL 中 RF、波動光學(xué)模塊仿真基礎(chǔ)

 COMSOL 中求解電磁場的步驟

 RF、波動光學(xué)模塊的應(yīng)用領(lǐng)域

4、RF、波動光學(xué)模塊內(nèi)置方程解析推導(dǎo)

 亥姆霍茲方程在 COMSOL 中的求解形式

 RF 方程弱形式解析，以及修改方法(模擬特殊本構(gòu)關(guān)系的物質(zhì))

 深入探索從模擬中獲得的結(jié)果

（如電磁場分布、功率損耗、傳輸和反射、阻抗和品質(zhì)因子等）

5、邊界條件和域條件的使用方法

 完美磁導(dǎo)體和完美電導(dǎo)體的作用和使用場景

 阻抗邊界條件、過度邊界條件、散射邊界條件、周期性邊界條件的作用

 求解域條件：完美匹配層的理論基礎(chǔ)和使用場景、 PML 網(wǎng)格劃分標準

 遠場域和背景場域的使用

 端口使用場景和方法

 波束包絡(luò)物理場的使用詳解

6、波源設(shè)置

 散射邊界和端口邊界的使用方法和技巧（波失方向和極化方向設(shè)置、S 參

數(shù)、反射率和透射率的計算和提取、高階衍射通道反射投射效率的計算）

 頻域計算、時域計算

 點源,如電偶極子和磁偶極子的使用方法

 背景場的作用及使用方法

7、材料設(shè)置

 計算模擬中各向同性,各向異性,金屬介電和非線性等材料的設(shè)置

 二維材料,如石墨烯、MoS2 的設(shè)置

 特殊本構(gòu)關(guān)系材料的計算模擬(需要修改內(nèi)置的弱表達式)

8、網(wǎng)格設(shè)置

 精確仿真電磁場所需的網(wǎng)格劃分標準

 網(wǎng)格的優(yōu)化

 案列教學(xué)

9、COMSOL WITH MATLAB 功能簡介

 COMSOL WITH MATLAB 進行復(fù)雜的物理場或者集合模型的建立(如超表面波前的

衍射計算)

 COMSOL WITH MATLAB 進行復(fù)雜函數(shù)的設(shè)置(如石墨烯電導(dǎo)函數(shù)的設(shè)置和仿真)

 COMSOL WITH MATLAB 進行高級求解運算和后處理

 COMSOL WITH MATLAB 求解具有色散材料的能帶

時間地點：

2024 年 05 月 25 日-05 月 26 日 在線直播（授課兩天）

2024 年 06 月 01 日-06 月 02 日 在線直播（授課兩天）

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