高效光子模态分析的有限元建模：结合对称性
光学
2024-09-12 v1
摘要
本文提出一种高效数值实现的有限元方法，用于模态分析，利用各种对称性操作，包括点群中的空间对称性和伪-Hermitian 系统中的时空对称性。我们提供了正式而严谨的处理，具体推导了对应对称性约束的边界约束条件。在不损失普遍性的前提下，我们通过计算具有复杂横截面的光波导模式来说明此方法，并对照标准有限元方法进行性能基准测试。所得结果表明，该方法与标准 FEM 在结果上高度一致，但计算效率显著提升。具体而言，空心光纤的计算速度提升了约 23 倍。此外，该方法直接对模式进行分类和计算，便于复杂波导的模态分析。
引用
@article{arxiv.2409.06962,
title = {Efficient finite element modeling of photonic modal analysis augmented by combined symmetry},
author = {Jingwei Wang and Lida Liu and Yuhao Jing and Zhongfei Xiong and Yuntian Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.06962},
year = {2024}
}