Статья: ИТЕРАЦИОННЫЙ ПОДХОД К РАСЧЕТУ ФОТОННО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Обоснование. Изложен подход к расчету фотонно-кристаллических элементов, отличающийся от уже известных методов оптимизации общего назначения (например, генетического алгоритма или градиентных процедур) использованием информации о дифракционных картинах на разных частотах при оптимизации элемента, предназначенного для работы на одной выбранной длине волны. Фактически речь идет о расчете функциональных структур с ожидаемыми характеристиками (например, волноводов) под определенную длину волны (пусть заданную монохроматическим источником излучения).

Цель. Разработка на основе FDTD-метода и подтверждение работоспособности итерационной процедуры расчета характеристик металл-диэлектрических фотонных кристаллов.

Методы. В основе исследования лежит итерационный подход к расчету фотонно-кристаллических элементов, основанный на использовании FDTD-метода.
Результаты. Разработанная итерационная процедура продемонстрировала практическую сходимость и работоспособность на модельных примерах. Эффективность фотонно-кристаллического волновода, понимаемая как отношение выходной энергии к входной, повышалась на каждой итерации процедуры вплоть до 97,2 %.

Заключение. Предложен и аргументирован метод синтеза металл-диэлектрических фотонно-кристаллических структур с заданными свойствами, основанный на применении разработанной итерационной процедуры. На результатах анализа двумерного фотонного кристалла, основанного на наборе медных стержней круглого сечения, показана работоспособность предложенного метода.