ترجمه فارسی مقاله یک روش کارآمد برای محاسبه مدهای تشدید در ساختارهای فوتونیک دو دوره ای

چکیده

Many photonic devices, such as photonic crystal slabs, cross gratings, and periodic metasurfaces, are biperiodic structures with two independent periodic directions, and are sandwiched between two homogeneous media. Many applications of these devices are closely related to resonance phenomena. Therefore, efficient computation of resonant modes is crucial in device design and structure analysis. Since resonant modes satisfy outgoing radiation conditions, perfectly matched layers (PMLs) are usually used to truncate the unbounded spatial variable perpendicular to the periodic directions. In this paper, we develop an efficient method without using PMLs to calculate resonant modes in biperiodic structures. We reduce the original eigenvalue problem to a small matrix nonlinear eigenvalue problem which is solved by the contour integral method. Numerical examples show that our method is efficient with respect to memory usage and CPU time, free of spurious solutions, and determines degenerate resonant modes without any difficulty.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

بسیاری از دستگاه های فوتونیک ، مانند صفحات کریستالی فوتونیک ، توری های متقابل و متاسرفیس های دوره ای ، ساختارهای دوتایی با دو جهت تناوبی مستقل هستند و بین دو رسانه همگن ساندویچ می شوند.بسیاری از برنامه های کاربردی این دستگاه ها از نزدیک با پدیده های رزونانس ارتباط دارند.بنابراین ، محاسبه کارآمد حالتهای رزونانس در طراحی دستگاه و تجزیه و تحلیل ساختار بسیار مهم است.از آنجا که حالت های رزونانس شرایط تابش خروجی را برآورده می کنند ، معمولاً از لایه های کاملاً همسان (PML) برای کوتاه کردن متغیر مکانی بی حد و مرز عمود بر جهت های دوره ای استفاده می شود.در این مقاله ، ما یک روش کارآمد بدون استفاده از PML برای محاسبه حالت های رزونانس در ساختارهای دوتایی ایجاد می کنیم.ما مشکل اصلی مقادیر ویژه را به یک مشکل ویژه مقادیر غیر خطی ماتریس که با روش انتگرال کانتور حل می شود ، کاهش می دهیم.مثالهای عددی نشان می دهد که روش ما با توجه به استفاده از حافظه و زمان CPU ، عاری از راه حل های فریبنده ، کارآمد است و حالت های رزونانس انحطاط را بدون هیچ مشکلی تعیین می کند.