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Multiphysics Applications in Ray Optics
응력이나 온도 변화와 같은 다양한 물리현상들은 도메인의 형상을 변화시키거나 굴절률에 영향을 주어 광 궤적을 변화시킵니다. 비슷하게 높은 파워의 광선은 큰 열을 발생시켜 열 응력을 발생 시킵니다. 이러한 경우, Ray Optics Module을 이용하면 연관된 다양한 물리현상을 연결하여 해석할 수 있습니다.
도메인과 경계면의 Accmulator기능은 도메인이나 경계면의 mesh에 대응하는 광선정보를 저장하기 위한 미지수를 추가로 생성하기 위해 사용됩니다. 광 흡수에 의한 경계 면에서의 파워 누적이나 광 감쇄에 의한 도메인에서의 파워 누적을 계산하기 위한 기능도 제공하고 있습니다. Accumulator기능을 이용하면 광궤적 해석과 다른 물리 지배식에서 생성된 미지수를 단방향이나 양방향으로 연결하여 해석할 수 있습니다. 이 기능은 예를 들어 열 렌즈 효과에 대한 모델을 만들기 위해 사용될 수 있습니다.
Dedicated Postprocessing Features for Analyzing Rays
Ray Trajectories plot을 이용하여 광선을 시각화 할 수 있으며, 이때 Color Expression이나 Deformation옵션을 추가로 설정 할 수 있습니다. 이 기능은 예를 들어 전계 세기를 출력하거나 편광 방향의 변화를 출력하기위해 사용되어 집니다. Ray plot은 모든 광선들의 시간에 대한 광 특성을 출력하거나 특정 시간에서 서로 반대되는 특성을 가진 두 광선들의 광 특성을 출력할 수 있습니다. Interference Pattern plot을 이용하면 사용자는 특정 단면에서 편광 성분들 간의 간섭을 확인 할 수 있습니다. 다른 후처리 기능들로는 수치적인 데이터 테이블을 생성하는 Ray Evaluation기능과 임의의 단면에서 광 궤적 단면을 확인 하기 위한 Poincaré map, 위상 공간상의 한점에서 모든 광선들에 대하여 서로 반대되는 두 개의 변수를 출력하기 위한 phase Portrait기능이 있습니다.
Built-In Tools for Analyzing Ray Intensity, Polarization, and More
Ray Optics Module은 광 전파 해석에 특화된 Geometrical Optics지배식을 제공합니다. Geometrical Optics지배식은 Stokes계수나 편광 모델, 부분적 코히런트(Coherent), 무편광 방사를 이용하여 광 세기를 계산하기 위한 광학적 변수들을 가지고 있습니다. 편광 방향은 선형 편광기나 빛 지연기와 같은 광학 부품들에 대한 경계조건들을 사용하여 변경할 수 있습니다. 빛의 세기를 계산할 때, 광선은 주요 곡률반지름이 계산된 파면으로 다루어 지며, 쉽게 시각화 하기 위해 초곡면(Caustic Surface)을 사용할 수 있습니다. 매질 사이의 경계 면에서의 반사계수와 투과계수는 얇은 유전체 필름이 존재하는 것과 같이 설정한 후, Fresnel Equation을 이용하여 계산되어 집니다. 간섭계와 같은 모델에서 전계 세기에 관심이 있을 경우, 위상에 대한 변수가 활성화 됩니다. 다른 물리현상 설정은 광로 길이에 대한 계산과 주파수 대역별 광 발생, 흡수 매질에서 광 궤적의 정확도 향상을 위해 사용됩니다.
Convenient Solver Set-Up Using Tailor-Made Solver Settings
광선의 궤적을 시간에 대하여 해석할 때, 상세 시간 간격을 설정할 필요가 없습니다. Ray Tracing Study를 사용하면 정의된 광로 길이 범위까지만 광궤적을 계산할 수 있습니다. 이 Study는 모든 광선들이 해석 도메인을 벗어나거나 빛의 세기가 무시 가능할 정도로 작아졌을 때, 불필요한 시간에 대한 해석을 방지하는 Stop조건을 이용하여 훨씬 효율적으로 해석할 수 있습니다.
