Electromagnetic FDTD modeling of optical problems

• Autorzy: Salski B. , Gwarek W. , Celuch M.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie elektromagnetyczne zagadnień optycznych metodą FDTD

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a review of state-of-the-art electromagnetic modeling of optical problems with the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. It addresses theoretical and practical issues referring to photonic crystals (PhC) that are of great interest in optics nowadays. Computational examples are introduced to show a possible scope of applications of PhC. Our aim is to demonstrate this dynamically developing branch of science that pushes FDTD modeling forvard into higher frequencies, far beyond the original applications in microwaves.

PL

Artykuł prezentuje przegląd zastosowań metody różnic skończonych w dziedzinie czasu (ang. FDTD) do modelowania elektromagnetycznego zagadnień optycznych. Omawiane są teoretyczne i praktyczne problemy istotne w projektowaniu kryształów fotonicznych (ang. PhC), które cieszą się obecnie wielkim zainteresowaniem. Wprowadzone przykłady obliczeniowe ukazują szeroki zakres zastosowań kryształów fotonicznych w optyce. Celem autorów jest zaprezentowanie tej dynamicznie rozwijającej się dziedziny naukowej, która otwiera nowe możliwości dla modelowania elektromagnetycznego metodą FDTD w zakresie częstotliwości znacznie wykraczającym poza technikę mikrofalową.

Słowa kluczowe

EN

FDTD; optics; photonic crystals

PL

FDTD; optyka; kryształy fotoniczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 4
• Strony: 53--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il.

Twórcy

autor

Salski B.

autor

Gwarek W.

autor

Celuch M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Radioelektroniki

Bibliografia

• [1] Taflove A., Hagness S. C.: Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. 3rd ed. Norwood, MA: Artech House, 2005.
• [2] Celuch M., Gwarek W. K.: Industrial design of axisymmetrical devices using a customized FDTD solver from RF to optical frequency bands. IEEE Microwave Magazine, vol. 9, no 6, pp. 150-159, 2008.
• [3] Starski P., Rudnicki J.: Numerical investigation of flip chip connections using FDTD simulations. Proc. 30-th European Microwave Conf., vol. 2, pp. 201-204, Oct. 2000.
• [4] Salski B., Gwarek W., Celuch M.: Comparison of FDTD excitation models for scatterometry of periodic reticles. 2007 IEEE AP-S Intl. Symp., Honolulu, June 2007, pp. 1673-1676.
• [5] Cresco J., Yakovlev V.: A slotted waveguide applicator design for heating fluids. Proc. of 9th AMPERE Conf. on Microwave & RF Heating, pp. 317-320, Sept. 2003.
• [6] Joannopoulos J. et al.: Photonic crystals. Molding the flow of light. Princeton Univ. Press, 2nd Edition, 2008.
• [7] Sullivan D., Liu J., Kuzyk M.: Three-dimensional optical pulse simulation using the FDTD method. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 48, no 7, pp. 1127-1133, July 2000.
• [8] Kokkinos T., Sarris C., Eleftheriades G.: Periodic finite-difference time-domain analysis of loaded transmission-line negative-refractive-index metamaterials.. In IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 53, no 4, pp. 1488-1495, April 2005.
• [9] Salski B., Gwarek W.: Hybrid FDTD-Fresnel modeling of microscope imaging. Int. Conf. on Recent Advances in Microwave Theory and Applications MICROWAVE-08, Jaipur, Rajastan, India, Nov. 21-24, 2008.
• [10] Salski B., Celuch M., Gwarek W.: Review of complex looped FDTD and its new applications. 24th Annual Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics, pp. 557-561, April 2008.
• [11] QuickWave-3D, QWED Sp. z o. o., 1997-2009. Available: http://www.qwed.com.pl
• [12] Mekis A. et al.: High transmission through sharp bends in photonic crystal waveguides. Phys. Rev. Lett., vol. 77, no 18, pp. 3787-3790.
• [13] Gwarek W., Morawski T., Mroczkowski C.: Application of the FDTD method to the analysis of circuits described by the two-dimensional vector wave equation. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 41, no 2, pp. 311-317, Feb.1993.
• [14] CrystalWave, Photon Design, 1992-2009. Available: http://www.photond.com
• [15] Zhu Z., Brown T.: Full-vectorial finite-difference analysis of microstructured optical fibers. Optics Express, vol. 10, no 17, pp. 853-864, Aug. 2002.
• [16] Luo C., Johnson S., Joannopoulos J.: All-angle negative refraction without negative effective index. Phys. Rev. B, vol. 65, no 18, pp. 3787-3790.