Развитие вычислительной фотоники связано с увеличением пропускной способности систем коммуникации и систем сбора и передачи информации, а так же повышением требований к компонентам в интегрально-оптических волноводных системах. Вычислительная фотоника основана на использовании программ и модулей различной сложности с целью оптимизации соотношения между эффективностью расчета и сложностью модели при оптимизации параметров устройств. Одной из важных задач вычислительной фотоники является модальный анализ [1, стр. 36, 2, стр.21].
Модальный анализ (модовый решатель) включает следующие задачи: оценка количества мод, постоянной распространения или эффективного показатель преломления моды; оценка распределения электрического или магнитного поля отдельных мод (профиля моды); расчет ближнего и дальнего поля; оценка коэффициента ограничения, потерь на неоднородностях и изгибах волновода [4, стр. 89].
Для ограниченного числа идеальных, простых конфигураций волновода, моды и соответствующие постоянные распространения могут быть найдены аналитически. Однако для большинства реальных волноводов используется численное моделирование [3, стр. 124]. Даже волноводы с относительно простым поперечным сечением и профилем показателя преломления могут быть зависимы от анизотропии, неоднородности, связанной с изготовлением и материальных потерь, которые влияют на их модальные свойства. В зависимости от профиля показателя преломления и других характеристик волновода, могут возбуждаться различные типы мод, включая вытекающие, с потерями, или излучающие моды [5, стр. 287].
В таблице 1 приведен обзор программ модального анализа интегрально-оптических элементов и устройств.
Таблица 1.
Программы модального анализа
Список литературы:
1. Андросик А.Б., Воробьев С.А., Мировицкая С.Д. Основы волноводной фотоники. — М.: МГОУ, 2009. 246 с.
2. Андросик А.Б., Воробьев С.А., Мировицкая С.Д. Математические основы волноводной фотоники.- М.: МГОУ, 2010. 224 с.
3. Андросик А.Б., Воробьев С.А., Мировицкая С.Д. Математические основы волноводной фотоники. — М.: МГОУ, 2011. 370 с.
4. Снайдер А., Лав Дж., Теория оптических волноводов. — М.: Радио и связь, 1987. 656 с.
5. Унгер Г.Х. Планарные и волоконные оптические волноводы. — М.: Мир, 1980. 655 с.