Simulación de dispositivos ópticos
Simulación de circuitos fotónicos, grafeno, metamateriales y cristales fotónicos
Modelado plasmónico y nanofotónico con software óptico
Los dispositivos fotónicos y plasmónicos abren nuevas posibilidades en muchos sectores tecnológicos, como las comunicaciones de alta velocidad o los sensores médicos. Los circuitos integrados fotónicos (PIC) permiten transmitir y procesar señales a velocidades de datos increíbles en dispositivos a nanoescala. Los nuevos materiales, como el grafeno y los metamateriales, abren nuevas oportunidades para resolver problemas que anteriormente eran imposibles de solucionar.
La simulación acelera el proceso de diseño óptico, reduce los riesgos y libera todo el potencial de esta tecnología. Los usuarios pueden visualizar el comportamiento de los componentes y optimizar su rendimiento sin el coste que supone experimentar con prototipos.
Software de simulación óptica en 3D
CST Studio Suite, una herramienta de simulación electromagnética de alta frecuencia líder del sector de SIMULIA, modela de manera precisa y eficiente el comportamiento de las ondas en frecuencias ópticas. Los enlaces de importación a herramientas de diseño de dispositivos fotónicos crean automáticamente modelos de simulación en 3D, mientras que la biblioteca de materiales incluye modelos de materiales de frecuencia óptica. Las plantillas de procesamiento posterior pueden calcular las medidas estándar del sector. Las opciones informáticas de alto rendimiento permiten simular rápidamente diseños ópticos complejos de cientos de longitudes de onda.
La simulación multifísica, que vincula la simulación fotónica a los solvers térmicos, de difusión por deriva, estructurales y de fluidos, puede calcular cómo se calientan los dispositivos cuando se utilizan y determinar el riesgo de desafinación por dilatación térmica.
Aplicaciones de ejemplo de diseño óptico
La tecnología de simulación CST Studio Suite permite a los ingenieros diseñar componentes fotónicos y sistemas ópticos como:
- Dispositivos para circuitos integrados fotónicos (PIC)
- Guías de ondas
- Acopladores de rejilla
- Resonadores en anillo
- Divisores
- Transiciones cónicas
- Moduladores
- Metamateriales, filtros y rejillas
- Dispositivos de grafeno
- Cristales fotónicos
- Nanoantenas
- Celdas solares
- Lentes
Comience su viaje
Explore los avances tecnológicos, las metodologías innovadoras y la evolución de las demandas del sector que están remodelando el mundo de la simulación de dispositivos ópticos, plasmónicos y nanofotónicos. Vaya un paso por delante con SIMULIA. Descubrir.
Preguntas frecuentes sobre el software de simulación óptica
En los materiales birrefringentes, la velocidad de fase de una onda luminosa depende de la polarización y de la dirección de propagación. Matemáticamente, esto significa que la permitividad de tales materiales es un tensor. Los materiales para los que dos de los componentes son idénticos se denominan uniaxiales. Si los tres componentes son diferentes entre sí, el material se denomina biaxial.
Algunos ejemplos de materiales birrefringentes que se encuentran en la naturaleza son los cristales con estructuras cristalinas asimétricas, como el cuarzo. Los materiales hiperbólicos son un caso especial en el que uno de los componentes del tensor tiene signo negativo. Por tanto, el material presenta propiedades dieléctricas para una polarización y metálicas para la otra. Otra forma de crear birrefringencia es someter a los materiales isótropos a una tensión tal que se deformen y pierdan su isotropía.
Una forma especial de anisotropía óptica es el efecto magnetoóptico. Si se magnetiza un material magnetoópticamente activo, el índice de refracción de la luz polarizada a la izquierda y a la derecha diferirá ortogonalmente al eje magnetizado. Los efectos magneto-ópticos se utilizan ampliamente para el aislamiento óptico porque el campo magnético de polarización rompe la simetría tiempo-reversa y hace que el efecto no sea recíproco. Supongamos que lanzamos luz con un ángulo de polarización de, digamos, 45 grados en una guía de ondas. Esta luz hace que nuestra guía de ondas de ejemplo esté polarizada en un ángulo de 90 grados. Si esta luz ahora se refleja nuevamente en la guía de ondas, entonces no se revierte al estado de entrada original de polarización de 45 grados, pero se gira aún más a 135 grados.
Una relación no lineal entre el campo de desplazamiento y el campo eléctrico significa que el índice de refracción depende del campo eléctrico. La dependencia del índice de refracción de la intensidad óptica puede utilizarse para construir, por ejemplo, un elemento biestable.
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