本征模式分解法(1)--算法模型原理

现实主义的土壤 · 发表于 2023-11-28 15:17:50

本帖最后由现实主义的土壤于 2023-11-29 16:37 编辑

常用的本征模式分解法基于有限差分，将连续的微分算符转为差分后，在给定横向结构中求解电磁场的本征模式。如前文所述作为一种模式分解算法，EME法在计算具有较大纵向尺寸结构时有很大的优势，并且该算法通过模式分布可展示内在物理过程，为器件的设计提供清晰的思路。

对于本征模式分解法的介绍分为：算法模型原理，三层平板光波导，BOX波导模型，光波导的PML模型，复模式匹配算法。

今天我们来介绍第一部分--算法模型原理

模式匹配算法也叫本征模展开算法，是以波导模式作为器件系统本征解对器件内电磁波的传输进行计算模拟的一种电磁场频域数值算法。该算法将时域有限差分（finite-differencetime-domain, FDTD）算法中时间—空间迭代过程转化为求解系统中线性方程的过程。相较于FDTD算法，其计算效率得到极大提高。非常适用于大尺寸集成器件的仿真，如硅基集成芯片中的端面耦合器。

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[算法白皮书] 本征模式分解法(1)--算法模型原理

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