COMSOL教程：仿真驱动的光纤与光学系统创新

"《COMSOL经典教程》是一本深入介绍COMSOL Multiphysics软件的专业指南，该软件专注于在光学系统与微纳光学领域进行高级仿真。作者鲍伟在2013年的文章中强调了仿真在创新过程中的核心作用，通过Simulating Inspires Innovation的理念，展示了如何利用COMSOL进行高效的设计和分析。 该教程首先区分了几何光学和波动光学两种方法。在几何光学部分，当波长远小于特征尺寸时，它侧重于光线的追踪，如粒子追踪模块，可以模拟成百上千个粒子的行为，支持参数扫描、边界条件设置，以及强大的求解器来解决基于有限元的问题。此外，COMSOL还提供了隐式时间步进和粒子/场交互的支持，如利用Hamilton算子进行光线追踪，这使得复杂光学现象的模拟变得更为直观。 波动光学则关注波长与特征尺寸接近的情况，这里主要介绍了两种方法：有限时域差分法和时域有限元方法。这两种方法适用于处理高频电磁波，如RF（Radio Frequency，即3kHz至300GHz）范围内的电磁波，其中电尺寸（结构尺寸/波长）需大于1/100，确保基于经典Maxwell电磁理论的准确性。 教程中还涉及了光学隐身技术的研究，这是一项前沿应用，展示了COMSOL在设计具有特殊光学性能材料和结构的能力。例如，Luneburg透镜和磁透镜的仿真，都是利用COMSOL的先进功能来实现光学控制和设计。 最后，文章提到了COMSOL的两个关键模块：粒子追踪模块用于处理几何光学，而RF模块则是针对高频电磁波的分析，其理论基础包括时域和频域分析。新版本的后处理工具集也得到了更新，使得用户能够更方便地理解和解读仿真结果。 《COMSOL经典教程》不仅涵盖了从基础原理到实际应用的全面内容，还突显了COMSOL在现代光学工程和微纳技术领域的强大模拟能力，是从事相关科研或工程设计人员的必备参考资源。"