comsol 仿真模型打包 3 个 声子晶体中的Klein隧穿效应 THz石墨烯超表面的建模 EP ring 动量空间光子晶体非厄米EP环最近在COMSOL里折腾几个有意思的波动现象模型发现周期性结构里藏着不少反直觉的物理彩蛋。今天就聊聊怎么打包三个自带魔法穿透属性的仿真案例手把手教你在晶格世界里玩转波动玄学。先说声子晶体里的Klein隧穿。这货在电子体系里本是指狄拉克锥附近的完美透射我试着用弹性波版本复现这个效果。关键是要构造蜂窝状铝柱阵列这里用App开发器直接生成参数化晶格% 六边形晶格生成器 theta 0:60:300; x_offset period*[0.5 1.5 0.5 1.5]; y_offset period*sqrt(3)/2*[0 1 2 3]; for n 1:4 x x_offset(n) radius*cosd(theta); y y_offset(n) radius*sind(theta); model.geom.create(cyln,Cylinder); model.geom(cyln).set(pos,[x(1),y(1)],r,radius); end这段代码自动排布四层蜂窝结构柱体修改period参数就能调整晶格常数。重点在于频域分析时要设置布洛赫边界条件在频带图中寻找狄拉克锥特征——当声波以特定角度入射时哪怕存在带隙也会像开了穿墙挂一样直穿而过。转战THz石墨烯超表面时电导率的频变特性成了建模拦路虎。这里推荐用分段函数描述Kubo公式// 石墨烯表面电流条件 double omega 2*PI*freq; double mu_c 0.2; // 化学势 double T 300; double sigma_intra (9e5*mu_c)/(T*(1 - 1i*omega*1e-12)); model.physics(es).feature(sc1).set(sigma, String.format(%e%e*i, real(sigma_intra), imag(sigma_intra)));注意单位换算陷阱THz频段下电磁场会与石墨烯等离子激元耦合此时需要同时启用电磁波和频域扰动模块。用参数扫描调节化学势能看到透射谱中出现诡异的Fano共振谷——这其实是动态调控波前相位的关键。comsol 仿真模型打包 3 个 声子晶体中的Klein隧穿效应 THz石墨烯超表面的建模 EP ring 动量空间光子晶体非厄米EP环最后硬核的非厄米EP环在COMSOL里实现需要点骚操作。构造光子晶体环形腔时给相邻微腔添加增益/损耗参数gain_loss [0.1 -0.1 0.05 -0.05]; % 交替损耗系数 for i 1:4 model.param.set(gammai, gain_loss(i)); model.physics(emw).feature([sct,num2str(i)]).set(epsilon, 10.5i*gammai); end求解时要改用本征值模式跟踪复数频率的实虚部演化。当调节耦合强度参数时本征值会在复平面画圈最终四个模式汇聚成EP环。这时候拿个探针测局域场分布能看到能量在环腔里像打太极推手一样循环传递。三个模型打包时建议用COMSOL的模型方法封装参数接口。比如EP环模型加个滑块控制非厄米强度参数再绑个实时更新的复平面轨迹图。遇到内存杀手级的计算记得用集群提交功能——别问我怎么知道32GB内存跑四维参数扫描会炸机的...这些案例说明在人工周期结构里搞事情电磁波/弹性波这些经典波动也能玩出量子体系的骚操作。下次如果有人跟你说经典系统没意思直接甩他一个非厄米声子晶体的涡旋态演示保证让对方闭嘴惊艳。