آموزش تخصصی دوره wave optics در کامسول

دوره wave optics در کامسول به تشریح حل معادلات الکترومغناطیس در فرکانس‌های نوری (با طول موج های نانو تا میکرومتر) می پردازد. این معادلات در فیزیک اپتیک موجی، موارد مربوط به حل مودال (مود یا فرکانس ویژه)، حل حوزه فرکانس، و یا وابسته به زمان (گذرا و پایدار)، را پشتیبانی می‌کند. در نرم‌افزار کامسول، شما می‌توانید هر معادله‌ای را به این معادلات بیافزایید و حالت‌های غیراستانداردی برای معادلات استاندارد الکترومغناطیسی نیز ایجاد کنید.
فیزیک اپتیک موجی دارای چهار زیر مجموعه (ماژول) است که هر یک دارای کاربردها و تنظیمات خاص خود هستند. با تکیه بر مفاهیم اساسی و با تأکید بیشتر بر ماژول امواج الکترومغناطیسی (ewfd) در حوزه‌ی فرکانس، سعی می‌کنیم اصول و گام‌های اساسی شبیه‌سازی را برای عزیزان همراه به‌گونه‌ای تشریح کنیم که پس از اتمام دوره wave optics در کامسول، هر شخص بتواند بسته به مدل و پروژه‌ی تحقیقاتی خود، مسیر پیشرفت طرح تحقیقاتی خویش را بیابد. 

همچنین در دوره آموزش تخصصی ماژول Wave optic در نرم افزار کامسول فرض شده است که عزیزان همراه دوره‌ جامع عمومی نرم افزار کامسول را گذرانده‌اند و یا اطلاعات مقدماتی را در خصوص نرم‌افزار دارند و یا قادر به کسب این اطلاعات پایه هستند. بنابراین در این دوره‌ی نسبتاً فشرده، تنها مبانی تخصصی مورد مطالعه و بحث قرار خواهند گرفت و مباحث پایه‌ای تنها در صورت نیاز استفاده می‌شوند.
می‌توان از این ماژول‌ها برای شبیه‌سازی، طراحی و مدل‌سازی تمامی محیط‌هایی که امواج نوری در آن‌ها کاربرد دارند، استفاده کرد. از جمله‌ی این کاربردها عبارتند از: قطعات فوتونیکی فعال و غیرفعال، رزوناتورها، توری‌های براگ، ساختارهای مبتنی بر گریتینگ، بلورهای فوتونی، قطعات الکترونیک نوری، ساختارهای پلاسمونیکی، موجبرها (اعم از فیبرهای نوری ساده یا ساختار یافته مثل فیبرهای بلور فوتونی، موجبرهای Slab، موجبرهای کریستال فوتونی، و موجبرهای MIM یا IMI)، و …
در این فیزیک، شبیه‌سازی در دو یا سه بعد امکان‌پذیر است و به دلیل وجود سه بردار موج، میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی، شبیه‌سازی امواج در یک بعد ممکن نیست. همچنین طیف وسیعی از مواد مختلف با مشخصات پیش‌فرض نرم‌افزار و یا مشخصات دلخواه، به صورت همسانگرد، ناهمسانگرد، یا وابسته به شرایط فیزیکی متفاوت (مثل دما، رطوبت و غیره)، با روش‌های مختلف قابل شبیه‌سازی هستند. به عنوان نمونه، می‌توان مواد را با کمک ضرایب شکست (شامل بخش‌های حقیقی و موهومی N=n-ik)، ضرایب دی‌الکتریک مختلط یا حقیقی (ε=ε’+ε”)، رسانش سطحی (مناسب برای مواد دوبعدی مثل گرافن یا MoS₂ یا دیگر مواد دوبعدی نویدبخش)، تلفات مماسی، مدل پراش دیبای، مدل درود-لورنتس، توابع دلخواه یا مقادیر تجربی مدل کرد. استفاده از PML و محاسبات مرتبط با پارامترهای پراکندگی به خوبی در نرم‌افزار پوشش داده شده است و می‌توان با کمک این دو، ساختارهای محدود یا بی‌نهایت را شبیه‌سازی کرد. شرایط تناوبی مختلفی برای ایجاد ساختارهای متناوب در دسترس است. استفاده از شرایط مرزی که شبیه‌سازی مدل‌ها را ساده‌تر و فرآیندهای فیزیکی مختلفی را مدل می‌کنند، به خوبی در این فیزیک مدیریت شده و در دسترس کاربران قرار دارد.