速看！又一《Nature》：光子晶体向介电超材料转变的相图

光子晶体和介电超材料代表两类不同的人工介质，但通常由相似的结构元素组成。问题是，当介电常数和晶格常数等参数连续变化时，如何区分这两种类型的周期结构。在这里，研究者们讨论了光子晶体和介电超材料之间的过渡，并根据Mie和Bragg共振物理引入了相图的概念。发现，当Mie禁带在最低Bragg禁带以下打开时，周期性光子结构会转变为超材料，在最低Bragg禁带以下，均匀化方法是合理的，有效磁导率变为负值。这种理论方法得到了由充满热水的管子组成的亚晶体的微波实验的证实。同时这种分析可以深入了解周期结构的特性，并为设计具有可变参数的不同类别的电磁材料提供有用的工具。

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培训背景

COMSOL以高效的计算性能和杰出的多场耦合分析能力实现了精确的数值仿真，为工程界和科学界解决了复杂的多物理场建模问题。光电作为物理类专业课程中极为重要的一部分，其教学内容一直受到各个高校的重视。结合目前许多学生对实验开展的痛难点，将COMSOL仿真引入实验当中，通过软件的可视化处理有效直观的展示光电仿真的流程，与实验数据结合，使得文章内容具有说服力、预见性和新颖性。

由于天线结构的小型化及其功能的多样化，其结构越来越复杂,这给天线设计带来了不小的难题。HFSS和CST软件以其无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的可靠工具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域。

课程一

（直播）

COMSOL光电专题

课程二

（直播）

HFSS、CST电磁及天线设计专题

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培训特色

1、本次课程分为2个专题，涉及到COMSOL、HFSS、CST等软件的应用，采用“2+2”教学体系，分两阶段授课，给予学员巩固练习时间。

2、每个专题课程采用“基础入门+进阶算例实战”的讲授思路，从初学及应用研究角度出发，通过多个场景案例的应用讲解，带大家实战演练，理清思路，为之后将所学内容对接到自己的实际课题研究中建立桥梁。

3、课程讲授均采用在线直播的形式。课前发送预习资料，软件安装指导，建立班级微信群；提供无限次回放视频，发送全部案例代码。课后培训班级群永久保留，有利于长期互动答疑，学员学完后可继续与专业老师同学交流问题，课程效果受到了往期学员的一致好评！

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03

培训时间

COMSOL多物理场仿真技术与应用光电专题

2022年06月04日-06月05日

在线直播（授课两天）

2022年06月11日-06月12日

在线直播（授课两天）

HFSS、CST电磁及天线设计专题

2022年06月04日——06月05日

在线直播（授课两天）

2022年06月11日——06月12日

在线直播（授课两天）

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培训大纲

COMSOL光电专题

（一）案列应用实操教学：

案例一

光子晶体能带分析、能谱计算、光纤模态计算、微腔腔膜求解

案例二

类比凝聚态领域魔角石墨烯的moiré 光子晶体建模以及物理分析

案例三

传播表面等离激元和表面等离激元光栅等

案例四

超材料和超表面仿真设计，周期性超表面透射反射分析

案例五

光力、光扭矩、光镊力势场计算

案例六

波导模型（表面等离激元、石墨烯等）本征模式分析、各种类型波导传输效率求解

案例七

光-热耦合案例

案例八

天线模型

案例九

二维材料如石墨烯建模

案例十

基于微纳结构的电场增强生物探测

案例十一

散射体的散射,吸收和消光截面的计算

案例十二

拓扑光子学：拓扑边缘态和高阶拓扑角态应用仿真

案例十三

二硫化钼的拉曼散射

案例十四

磁化的等离子体、各向异性的液晶、手性介质的仿真

案例十五

光学系统的连续谱束缚态

案例十六

片上微纳结构拓扑优化设计(特殊情况下，利用二维系统来有效优化三维问题)

案例十七

形状优化反设计：利用形状优化设计波导带通滤波器

案例十八

非厄米光学系统的奇异点：包括PT对称波导结构和光子晶体板系统等

案例十九

微纳结构的非线性增强效应，以及共振模式的多极展开分析

案例二十

学员感兴趣的其他案例

（二）软件操作系统教学：

软件

入门

初识COMSOL仿真——以多个具体的案例建立COMSOL仿真框架，建立COMSOL仿真思路，熟悉软件的使用方法

COMSOL软件基本操作

• 参数，变量，探针等设置方法、几何建模
• 基本函数设置方法，如插值函数、解析函数、分段函数等
• 特殊函数的设置方法，如积分、求极值、求平均值等
• 高效的网格划分

前处理和后处理的技巧讲解

• 特殊变量的定义，如散射截面，微腔模式体积等
• 如何利用软件的绘图功能绘制不同类型的数据图和动画
• 数据和动画导出
• 不同类型求解器的使用场景和方法

软件

进阶

COMSOL中RF、波动光学模块仿真基础

• COMSOL中求解电磁场的步骤
• RF、波动光学模块的应用领域

RF、波动光学模块内置方程解析推导

• 亥姆霍兹方程在COMSOL中的求解形式
• RF方程弱形式解析，以及修改方法(模拟特殊本构关系的物质)
• 深入探索从模拟中获得的结果

（如电磁场分布、功率损耗、传输和反射、阻抗和品质因子等）

边界条件和域条件的使用方法

• 完美磁导体和完美电导体的作用和使用场景
• 阻抗边界条件、过度边界条件、散射边界条件、周期性边界条件的作用
• 求解域条件：完美匹配层的理论基础和使用场景、 PML网格划分标准
• 远场域和背景场域的使用
• 端口使用场景和方法
• 波束包络物理场的使用详解

波源设置

• 散射边界和端口边界的使用方法和技巧（波失方向和极化方向设置、S参数、反射率和透射率的计算和提取、高阶衍射通道反射投射效率的计算）
• 频域计算、时域计算
• 点源,如电偶极子和磁偶极子的使用方法
• 背景场的作用及使用方法

材料设置

• 计算模拟中各向同性,各向异性,金属介电和非线性等材料的设置
• 二维材料,如石墨烯、MoS2的设置
• 特殊本构关系材料的计算模拟(需要修改内置的弱表达式)

网格设置

• 精确仿真电磁场所需的网格划分标准
• 网格的优化
• 案列教学

COMSOL WITH MATLAB功能简介

• COMSOL WITH MATLAB 进行复杂的物理场或者集合模型的建立(如超表面波前的衍射计算)
• COMSOL WITH MATLAB 进行复杂函数的设置(如石墨烯电导函数的设置和仿真)
• COMSOL WITH MATLAB 进行高级求解运算和后处理
• COMSOL WITH MATLAB求解具有色散材料的能带

部分案例图示：

HFSS、CST电磁及天线设计专题

（一）案列应用实操教学：

案例一

偶极子天线建模仿真

案例二

贴片天线建模仿真

案例三

双频加载型微带天线建模仿真

案例四

圆极化天线建模仿真及性能分析

案例五

毫米波平面微带线的优化设计

案例六

雷达散射截面分析

案例七

毫米波带阻型频率选择表面

案例八

HFSS与Matlab联合阵列天线仿真

案例九

喇叭天线建模仿真

案例十

基片集成波导缝隙阵列天线仿真

案例十一

可重构介质谐振器天线仿真

案例十二

多点馈电圆极化平面阵列天线仿真

案例十三

复合左右手传输线型漏波天线仿真

案例十四

有源可调谐频率选择表面仿真，周期性结构模板的建立及仿真

案例十五

多入多出MIMO天线仿真

案例十六

频率选择表面在天线中的应用

（二）软件操作系统教学：

基础理论

经典电磁理论：简要介绍电磁场的基础理论，有助于理解天线的工作原理

天线设计理论：明确天线设计参数、设计目标与天线工作性能的关系

• 天线类型、天线的辐射、增益、方向性
• 阻抗匹配、带宽、极化、天线阵
• 天线仿真特点分析，天线仿真面临的挑战，常用软件介绍等

仿真软件的基本操作——通过多个具体案例讲解天线仿真的常用操作及建模方法

• 仿真的常用设置
• 建模的基本方法
• 变量设置方法及技巧
• 各类型模型变换

HF

SS

电磁仿真

及应用

仿真软件的常用设置——通过多个具体案例讲解天线仿真的常用设置及其他边界条件和激励的应用及设置

• 仿真边界条件的设置
• 仿真模型网格的划分方法
• 激励类型与常用设置方法

天线仿真结果输出及分析——结合案例仿真讲解如何设置及查看仿真结果

• S参数、输入阻抗及导纳
• Smith圆图、电压驻波比
• 场分布图、辐射方向图、轴比

天线仿真设置技巧及性能优化——结合案例讲解如何对天线模型进行优化设计

• 变量设置技巧及应用
• 参数化扫描
• 参数的优化设计

与其它软件的联合应用——针对天线设计及后处理过程中的常见操作，讲解与其它软件的联合应用

• 模型的导入与导出
• 数据的导入与导出
• 与Matlab联合仿真方法

CST

电磁仿真

及应用

仿真软件的基本操作——通过多个具体案例讲解天线仿真的常用操作及建模方法

• 仿真模板设置
• 建模的基本方法
• 变量设置方法及技巧
• 各类型模型变换
• 激励类型与常用设置

天线仿真结果输出及分析——结合案例仿真结果讲解如何设置及查看仿真结果

天线仿真设置及技巧——结合具体案例掌握天线电磁仿真中的应用技巧

• 参数化扫描
• 数据后处理
• 工作列表设置
• 仿真误差的分析方法

HFSS与CST天线仿真总结及对比

• 特点及优势：通过案例对比两种仿真软件各自的特点及优势
• 仿真步骤：总结采用两种仿真软件进行天线仿真的步骤和区别

部分案例图示：

05

报名费用

（含报名费、培训费、资料费）

COMSOL光电专题：每人￥4300元

HFSS、CST电磁及天线设计专题：每人￥3900元

费用提供用于报销正规机打发票及盖有公章的纸质通知文件；如需开具会议费的单位请联系招生老师要会议邀请函；

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增值服务

1、凡报名学员将获得本次所学专题培训书本教材及随堂全部案例电子资料

2、培训结束可获得所学专题课程全部无限次回放视频
3、价格优惠：
优惠一：本次任一专题2022年5月13日前报名汇款可享受400元优惠（仅限前八名）；
优惠二：同一人报名两个专题课程可享受额外优惠（具体请咨询招生联系人）
优惠三：老客户推荐学员可享受额外优惠（具体请咨询招生联系人）
4、学员提出的各自遇到的问题，课程结束后可以长期得到老师的解答与指导；
5、课程结束后可获得：北京软研国际信息技术研究院培训中心颁发的专业技能结业证书；

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联系方式

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课程问答

如何报名、缴费？

1.致电专门负责行政招生的老师报名

2.缴费支持公对公转账、个人垫付（对公到账及时退还垫付费用，可开具垫付证明）

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