利用傅里叶模态法对开放纳米光子系统进行建模：推广至三维笛卡尔坐标
光学
2017-08-23 v1
摘要
最近，一种基于开放边界条件与非均匀 空间离散化新组合的开放几何傅里叶模态法被引入用于旋转对称结构，为纳米线和微柱腔的建模提供了更高效的方法 [J. Opt. Soc. Am. A 33, 1298 (2016)]。在此，我们将该方法推广至三维(3D)笛卡尔坐标，从而允许对开放空间中的矩形几何进行建模。开放边界条件是拥有无限计算域的结果，该计算域使用扩展整个空间的基础函数来描述。该方法的优势在于利用傅里叶 空间的非均匀圆形“飞镖盘”采样来离散化傅里叶积分。我们表明，我们的采样技术能更准确地描述从结构泄漏出的辐射模式的连续谱。我们还将我们的方法与采用已确立傅里叶模态法中常用的直接和逆因式分解规则的传统离散化进行比较。我们将该方法应用于多种光波导结构，并证明该方法显著改善了收敛性，从而能够对开放3D纳米光子结构进行更精确高效的建模。
引用
@article{arxiv.1705.01737,
title = {Modeling open nanophotonic systems using the Fourier modal method: Generalization to 3D Cartesian coordinates},
author = {Teppo Häyrynen and Andreas Dyhl Osterkryger and Jakob Rosenkrantz de Lasson and Niels Gregersen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.01737},
year = {2017}
}