Cálculo de modo propio de alta precisión en guías de onda de losa con perfiles de material arbitrarios: un enfoque de...

Área de la Ciencia:

• La fotónica computacional es la fotónica computacional.
• Ingeniería óptica de la ingeniería óptica.
• Matemáticas aplicadas de las matemáticas aplicadas.

Sus antecedentes:

• Resolver modos complejos en guías de onda con perfiles de material arbitrarios es un desafío significativo.
• Los métodos analíticos tradicionales para las ecuaciones de Maxwell en guías de onda ópticas sufren de formulaciones complejas y errores numéricos.

Objetivo del estudio:

• Presentar un marco matemático unificado analítico para problemas de guía de onda unidimensional.
• Desarrollar un marco híbrido de búsqueda de raíces para el cálculo eficiente de raíces complejas.

Principales métodos:

• Se emplea el método de matriz de transferencia de orden superior local, compatible con las condiciones de límite de la capa perfectamente emparejada.
• Se introduce un marco híbrido de búsqueda de raíces para calcular raíces complejas completas de sistemas no lineales.

Principales resultados:

• El método propuesto se adapta a la perfección a diversas condiciones límite para la computación de modos guiados, con fugas y de Berenger.
• El solucionador híbrido demuestra una velocidad computacional excepcional para sistemas no lineales.
• El marco es fundamentalmente generalizable a ecuaciones arbitrarias no lineales.

Conclusiones:

• El marco analítico presentado ofrece una solución elegante y eficiente para el análisis de modos complejos en guías de onda.
• El solucionador híbrido de búsqueda de raíces proporciona un avance significativo en la velocidad computacional y la generalizabilidad para problemas no lineales en fotónica.