Лабораторная работа 1 Основы моделирования Цифровых волс
 Скачать 2.15 Mb.
|
|
Лабораторная работа №1 Основы моделирования Цифровых ВОЛС Цель работы: исследовать принципы моделирования в программном обеспечении полного электродинамического моделирования – CST Studio Suite 2023. Исследование характеристик отражения плазменной структуры. Выполнение работы: 1) На главной странице CST Studio выбрали раздел “Component Library”, после чего в поиске набрали “optical”. Результаты поиска показан на рисунке 1.  Рисунок 1 – Результаты поиска 2) Открыли символ “?” и изучили описание проекта. Краткое описание занесли в отчет. В данной лабораторной работе мы рассматриваем оптический рассеиватель из материала, соответствующего модели Друде (рисунок 2). Теория Друде – это классическое описание движения электронов в металлах. Электрическое поле ускоряет электроны, находящиеся в электронном газе. Соударения с дефектами решетки замедляют их.  Рисунок 2 В этом примере вычисляется ослабление пучка света на поперечном сечение кварцевой сферы с металлическим покрытием на оптических частотах. Генерация структуры. Во-первых, определяются общие настройки, касающиеся окружающего материала, условия поглощения (открытое дополнительное пространство) и единиц измерения (нм). Структура создается путем рисования двух сфер и использования Boolean insert. Кремниевый материал определяется как простой «нормальный» материал со значением диэлектрической проницаемости 2,08. Свойства металлических материалов моделируются с использованием «дисперсионной модели Друде». Далее нажав на стрелочку, открыли проект (рисунок 3).  Рисунок 3 Добавим в отчет график характеристик материала через левое меню “Materials”->Metal (Drude).  Рисунок 4 – График характеристик материала Дополнительно: о плазме (Drude) можно посмотреть в Macros->Materials->Create Drude for Optical Applications (рисунок 5)  Рисунок 5 3) Добавили в проект моделирования монитор E-поля: Simulation->Field Monitor->E-field-> указали частоту (любая из диапазона 400 - 900 ТГц). После этого запустили моделирование.  Рисунок 6 – Настройка монитора E-поля 4) После завершения моделирования внесли в отчет: Cross Sections > Total RCS (Полная ЭПР от частоты);  Рисунок 7 – Полная ЭПР от частоты E-field (одно графическое представление);  Рисунок 8 – Е-поле Farfield (одно представление);  Рисунок 9 – Дальнее поле Tables > Extinction CS (ЭПР от длины волны)  Рисунок 10 – ЭПР от длины волны 5) По полученным графикам сделали вывод о том, на какой частоте/длине волны сфера из плазмы наиболее заметна и скрыта (max/min RCS). Сфера из плазмы наиболее заметна при длине волны 523 нм и частоте 573 ТГц. Так как  ТГц, это подтверждает правильность эксперимента.Сфера из плазмы наименее заметна при длине волны от 346 до 382 нм и частоте от 782 до 864 ТГц. |