【《利用COMSOL Multiphysics模拟电磁波的三维传播案例分析》1500字】

利用COMSOLMultiphysics模拟电磁波的三维传播案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u3741利用COMSOLMultiphysics模拟电磁波的三维传播案例分析 191471.1太赫兹波的传播示意图 1199851.2透射谱与吸收谱 262581.3各个频点处的电磁场的分布情况 2目前已经存在大量有关电磁波传播方面的研究.电磁波在弱导电媒介和良导体中的一维传播状况已经被研究[7].研究的结果表明不管是在弱导电媒介还是良导体中,电场和磁场以及电磁波的传播方向之间的关系是彼此垂直的,且电场与磁场的变化不会再同步,即电场是在磁场之前的.本章主要利用COMSOLMultiphysics模拟电磁波在聚对二甲苯薄膜中的三维传播情况.1.1太赫兹波的传播示意图图1给出了太赫兹(THz)波在聚对二甲苯薄膜（Parylene）中一个周期的传输示意图.其中聚对二甲苯介质的相对介电常数可以表示为:,薄膜的厚度为120um.电场()方向和磁场()方向以及电磁波传播方向三个互相垂直如图中所示.图1太赫兹(THz)波在聚对二甲苯(Parylene)薄膜中一个周期的传输示意图1.2透射谱与吸收谱图2给出了Parylene介质的相对介电常数的实部为固定值2.6时,电磁波在三个不同损耗角正切值下的透射谱(a)和吸收谱(b).其中表示电磁波透过薄膜时的损耗,其值越大损耗越大表示电磁波穿过薄膜时透过薄膜的电磁波减少,而薄膜吸收的电磁波增加.从图中我们也可以清晰的看出在同一频率下,绿色的曲线表示电磁波穿过薄膜时的损耗最大,那么它在透射谱中必定位于最下面,相反在吸收谱中位于最上面.图2给出的是频率范围在2THz-9THz的透射谱和吸收谱.从图中的透射谱可以看出在这个频率限制内会出现9个透射最强的频率,即曲线峰值所对应的频率.我们分别选出第1、3、5、7、9个最大值处的频率来研究电磁波在这五个频率（2.3292THz,1.8708THz,5.4202THz,6.9775THz,8.5348THz）下的传播情况见下面的图所示.图2不同损耗角正切值下的(a)透射谱,(b)吸收谱1.3各个频点处的电磁场的分布情况(1)当Parylene介质的损耗角正切值时,各频点处的电场强度、磁场强度的分布:2.3292THz处的强度和强度,;.1.8708THz处的强度和强度,;.5.4202THz处的强度和强度,;.6.9775THz处的强度和强度,;.8.5348THz处的强度和强度,;.图3为损耗角正切值时,5个不同频率下的电场和磁场分布图图3分别给出了损耗角正切值时,第1,3,5,7,9个最大值对应频率处电场和磁场在Parylene介质的三维传播情况.图中红色到蓝色依次表示电磁场由最强到最弱.从图中可以看出电场和磁场一样经历的是由最强到最弱再由最弱到最强的变化.从图中还可以看出电场和磁场强度由强到弱反复的过程中到后面的最强比前面的最强颜色明显变浅,也即说明了电磁波在传播过程中由于能量的损失使得电磁场强度在逐渐减小.这与参考文献[7]中一维的情况是相同的.(2)当Parylene介质的损耗角正切值时,各频点处的电场强度、磁场强度的分布:2.3292THz处的强度和强度,;.1.8708THz处的强度和强度,;.5.4202THz处的强度和强度,;.6.9775THz处的强度和强度,;.8.5348THz处的强度和强度,;.图4为损耗角正切值时,5个不同频率下电场和磁场的分布图图4分别给出了损耗角正切值时,频率分别为2.3292THz、1.8708THz、5.4202THz、6.9775THz、8.5348THz时电场和磁场在Parylene介质的三维传播情况.图中红色到蓝色依次表示电磁场由最强到最弱.从图中可以看出电场和磁场同样经历的是由最强到最弱再由最弱到最强的变化.与的情况相比,在相同的频率2.3292THz处,即图1(a)与图6(a)相比我们发现电场最强处颜色明显变浅,电场强度减弱,这是由于损耗变大则电场穿过聚对二甲苯薄膜时吸收的会增强而透射过去的部分会减少.这正好与第二部分的吸收、透射谱相吻合.(3)当Parylene介质的损耗角正切值时,各频点处的电场强度、磁场强度的分布:2.3292THz处的强度和强度,;.1.8708THz处的强度和强度,;.5.4202THz处的强度和强度,;.6.9775THz处的强度和强度,;.8.5348THz处的强度和强度,