comsol中rf源的設(shè)定

1、高頻電磁場計算(RF Module)的波源設(shè)定高頻電磁場計算，波源設(shè)定是一類常見問題。在光學領(lǐng)域，電磁波源類型很多，各種激光器(連 續(xù)的脈沖的，直接出射的，波導輸出的，Gaussian/Bessel/Flat-top/Lorentz等等)，熒光分 子在外加激光照射下發(fā)光；微波領(lǐng)域中的天線，矩形波導出射波源之類。當計算一束已知的高斯光束照射到散射體上的電磁場分布時，光束既可以用背景場定義在計算域 內(nèi)，也可以定義在邊界上。分子熒光，天線等可

2、以簡化為點輻射的情況，可通過點源定義。此外， 可通過邊電流定義邊界輻射源。電場還是磁場？由于電場與磁場之間滿足法拉第定律，定義電場 時磁場便確定下來，所以這里我們只考慮電場的定義。表達式自定義？無論定義哪一種源，都無 外乎把源的模值，或是矢量的各個分量寫成表達式或函數(shù)，這一點與其他物理量一致。定義方法 請參考附件中的“1_COMSOL_Multiphysics函數(shù)定義用戶指南”。是否要加時間項？電磁場求 解研究類型分為頻域和時域，兩者的

3、波源設(shè)定不同。頻域計算時，默認所有矢量場值，包括電場、 磁場、電流都以相同頻率隨時間簡諧變化。因此，場值均是以空間為變量，不包含時間部分，而 在時域計算時，光源定義需要給出時間部分的表達式。以一個單頻邊界電場源為例，頻域中定義 出E(x,y)，時域定義是E(x,y)*exp(i*omega*t)，其中omega是簡諧變化的角頻率。以下 分電場的空間和時間部分分別討論：1.空間部分a.點源：點偶極子(Electric point dip

4、ole)/ 簡化磁流源(Magnetic current)，下圖中畫出了兩種點源附近的電場矢量方向圖，可從分布 判 斷 選 擇 哪 一 種 定 義。b.邊界源：邊界電流、電場、磁流易于理解，此處略。面源定義的常見情況，一種是已知場在邊 界上的分布；另一種是場分布滿足特定的波導模式，而波導模式是需要計算得到的。對于已知光 束，若是滿足已知的解析表達式，比如基模高斯光束(http://en.wikipedia.org/wiki/Gaussi

5、an_beam ) 。 可 通過在 散射邊 界(Scattering Boundary Condition, SBC)中定義，包括兩個部分，場分布和波矢方向。? Scattering Boundary CondrUunIncident field: field:wave given by £ field *incident electric field:0 XEQ 0 VWave type：：PhmewavH v 場分布在電場

6、分量中添direction!c. 域 源： 背 景 場 當 選 擇 散 射 場 計 算 (ElectromagneticWaves > Settings > Solved for > Scattered field )時，可通過背景 場定義入射光源。需要注意的是，此時定義的是整個計算域上的場強分布，即使是正入射平面波， 也需要給出位相的表達式。在COMSOL中，電場Ex=E0*exp(-i*k*z), Ey=Ez=0的

7、含義， 是一束向z軸正方向傳播的x方向偏振平面波，這里k是介質(zhì)中的波矢。還需要說明的是，在 COMSOL_RF中二維情況下，所謂的TM波，是指磁場分量沿z方向，電場在平面內(nèi)的情況(in-plane vector)，TE 則是電場沿 z 方向偏振(out-of-plane vector)。在模型庫 Model Library > RF Module > TutorialModels > Radar_cross_secti

8、on 中，定義了一個 角度變換的入射平面波。2.時間部分時域計算中，同頻域分析類似，光源可在點、線、邊界上定義。但能夠定義在面上的 入射邊界條件僅僅是SBC。與頻域分析不同的是，需把時間項完整的寫出來，時間項通常包含 兩部分，簡諧變化項和包絡(luò)。簡諧變化項是exp(i*omega*t)，其中omega為角頻率。關(guān)于 時間包絡(luò)，對于連續(xù)激光來說，振幅模值不隨時間變化，相當于包絡(luò)是一個不隨時間變化的常數(shù)。 對于脈沖激光，包絡(luò)的形式有很多種，比