Математическое моделирование фотонных кристаллов и волноведущих систем на их основе / Mathematical Modeling of Photonic Crystals and Waveguide Systems Based on Them

Боголюбов А. Н. / Bogolyubov, A.N.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова / RUS Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Дементьева Ю. С. / Dementieva, J.S.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова / RUS Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1604-040049

Боголюбов А. Н., Дементьева Ю. С. Математическое моделирование фотонных кристаллов и волноведущих систем на их основе // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 4(21). С. 40–49.
Bogolyubov, A.N., Dementieva, J.S. Mathematical Modeling of Photonic Crystals and Waveguide Systems Based on Them // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 4(21). P. 40–49.


Аннотация: В статье рассмотрена математическая модель фотонно-кристаллических структур и основанных на них волноведущих систем, а также представлены результаты моделирования конкретных волноведущих систем. Рассматривается применение данной модели как для исследования прямой задачи расчета волноведущих систем на основе фотонных кристаллов, так и для решения обратной задачи синтеза таких систем, обладающих заданными характеристиками.

Abstract: In this paper we present mathematical model of photonic crystal structures and waveguides based on them. Also we present results of the modeling of specific waveguide systems and application of this model for the direct problem and for the inverse problem of synthesis of such systems with the desired characteristics.

Ключевые слова: волноводы, математическое моделирование, задача синтеза, параллельные вычисления, photonic crystals, waveguides, mathematical modeling, synthesis problem, волноводы


Литература / References
  1. Joannopoulos, J.D., Mead, R.D., and Winn, J.D. Photonic crystals. Molding of Flow of Light // Princeton Univ. Press, 1995.
  2. John, S. Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices // Physical Review Letters. 1987. Vol. 58. No. 23. P. 2486-2489.
  3. Rayleigh, J.W.S. On the remarkable phenomenon of crystalline reflexion described by Prof. Stokes // Phil. Mag. 1888. Vol. 26. P. 256-265.
  4. Bykov, V.P. Spontaneous Emission in a Periodic Structure // Soviet Journal of Experimental and Theoretical Physics. 1972. Vol. 35. P. 269-273.
  5. Eleftheriades, G.V., Balmain, К. Negative-Refraction Metamaterials: Fundamental Principles and Application // Wiley-IEEE Press, 2005.
  6. Yee, K.S. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell’s equations in isotropic media // IEEE Trans. Antennas Propagat. May 1966. AP- 14. P. 302-307.
  7. Taflove, A., Hagness, S.C. Computational Electro-dynamics // Artech House, Norwood, MA, 2000.
  8. Ильгамов М. А., Гильманов А. Н. Неотражающие условия на границах расчётной области. М.: Физматлит, 2003.
  9. Berenger, J.-P. Three-Dimensional Perfectly Matched Layer for the Absorption of Electromagnetic Waves // Journal of Computational Physics. 1996. Vol. 127. P. 363-379.
  10. Anantha, V., Taflove, A. Efficient Modeling of Infinite Scatterers Using a Generalized Total-Field/Scattered-Field FDTD Boundary Partially Embedded Within PML // IEEE Transactions on Antennas And Propagation, October 2002. Vol. 50. No. 10. P. 1337-1349.
  11. Боголюбов А. Н., Буткарёв И. А., Дементьева Ю. С. Исследование распространения электромагнитных импульсов через фотонные кристаллические структуры // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2010.
  12. Свешников А. Г., Ильинский А. С. Задачи проектирования в электродинамике // ДАН СССР. 1972. Т. 204. № 5. С. 1077-1080.
  13. Свешников А. Г. Прямые и обратные задачи электродинамики // Проблемы математической физики и вычислительной математики. 1979. С. 287-297.
  14. Дементьева Ю. С. Синтез волноведущих систем на основе фотонных кристаллов // Вычислительные методы и программирование. 2011. Т. 12. С. 375-378.