Discrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational Science2658-46702658-7149Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)8305ArticlesСтатьиElaboration of Methods and Algorithms of Calculation of Main Characteristics of Three-Dimensional Irregular Integrated-Optical WaveguidesРазработка методов и алгоритмов расчёта основных характеристик трёхмерных нерегулярных интегрально-оптических волноводовEgorovA AЕгоровА АA.M. Prokhorov General Physics Institute Russian Academy of SciencesИнститут общей физики им. А.М. Прохорова РАН-StavtsevA VСтавцевА ВКафедра систем телекоммуникаций; Российский университет дружбы народов; Peoples Friendship University of RussiaКафедра систем телекоммуникаций; Российский университет дружбы народов-A.M. Prokhorov General Physics Institute Russian Academy of SciencesИнститут общей физики им. А.М. Прохорова РАНPeoples Friendship University of RussiaРоссийский университет дружбы народов020220102.2NO2.2 (2010)№2.2 (2010)13915108092016Copyright ©; 2010, Егоров А.А., Ставцев А.В.2010Егоров А.А., Ставцев А.В.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/miph/article/view/8305In the present paper the methods and algorithms permitting to calculate fields for various directed and radiant TE and TM modes of symmetrical and asymmetrical integrated-optical waveguides are presented. The description of the theoretical approaches and algorithm of calculation of the field of a scattered radiation outside of an irregular integrated-optical waveguide in the system of visual programming Delphi is given. The dispersion dependences for TE and TM modes in the trigonometric form, and appropriate pictures of fields of the radiation TE modes of the substrates and the pictures of fields of electromagnetic radiation scattered in an integrated-optical waveguide with three-dimensional irregularities are also given.В данной работе представлены методы и алгоритмы, позволяющие рассчитывать поля для различных направляемых и излучательных ТЕ- и ТМ-мод симметричных и несимметричных интегрально-оптических волноводов. Дано описание теоретических подходов и алгоритма расчёта поля рассеянного излучения вне нерегулярного интегрально-оптического волновода в системе визуального программирования Delphi. Приведены дисперсионные зависимости ТЕ- и ТМ-мод регулярного планарного интегрально-оптического волновода, графики полей излучательных ТЕ-мод подложки и графики полей электромагнитного излучения рассеянного в нерегулярном трёхмерном интегрально-оптическом волноводе.regular planar waveguidewaveguide modesdispersion relationsirregular integrated-optical waveguidemethod of modesmethod of Green's functionsperturbations methodproblem of waveguide scatteringnumerical modelingрегулярный планарный волноводтипы моддисперсионное соотношениенерегулярный интегрально-оптический волноводметод модметод функций Гринаметод возмущенийпроблема волноводного рассеяниячисленное моделирование1.Кацеленбаум Б. 3. Теория нерегулярных волноводов с медленно меняющимися параметрами. - М.: Наука, 1961.2.Дерюгин Л. Н., Марчук А. Н., Сотин В. Е. Свойства плоских несимметричных диэлектрических волноводов на подложке из диэлектрика // Изв. Вузов. Радиоэлектроника. - 1967. - Т. 10, № 2. - С. 134-142.3.Шевченко В. В. Плавные переходы в открытых волноводах. - М.: Наука, 1969.4.Дерюгин Л. Н., Марчук А. Н., Сотин В. Е. Излучение с плоского диэлектрического волновода // Изв. Вузов. Радиоэлектроника. - 1970. - Т. 13, № 3. - С. 309-315.5.Золотов Е. М., Киселев В. А., Сычугов В. А. Оптические явления в тонкопленочных волноводах // УФН. - 1974. - Т. 112, вып. 2. - С. 231-273.6.О развитии интегральной оптики в СССР / А. М. Гончаренко, Л. Н. Дерюгин, А. М. Прохоров, Г. П. Шипуло // Журнал прикладной спектроскопии. - 1978. - Т. ХХIХ, вып. 6. - С. 87-997.7.Маркузе Д. Оптические волноводы. - М.: Мир, 1974.8.Интегральная оптика / под ред. Т. Тамира. - М.: Мир, 1978.9.Содха М. С., Гхатак А. К. Неоднородные оптические волноводы. - М.: Связь, 1980.10.Унгер Х. Г. Планарные и волоконные оптические волноводы. - М.: Мир, 1980.11.Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов. - М.: Радио и связь, 1987.12.Солимено С., Крозиньяни Б., Ди Порто П. Дифракция и волноводное распространение оптического излучения. - М.: Мир, 1989.13.Вычислительные методы в электродинамике / под ред. Р. Митра. - М.: Мир, 1977.14.Ильинский А. С., Кравцов В. В., Свешников А. Г. Математические модели электродинамики. - М.: Высшая школа, 1991.15.Scattering of Electromagnetic Waves: Numerical Simulations / L. Tsang, J. A. Kong, K. H. Ding, C. O. Ao. - N.Y.: Wiley, 2001.16.Богатов А. П., Бурмистров И. С. Затухание оптической волны, распространяющейся в волноводе, образованном слоями полупроводниковой гетероструктуры, из-за рассеяния на неоднородностях // Квантовая электроника. - 1999. - Т. 27, № 3. - С. 223-227.17.Егоров А. А. Восстановление характеристик и определение параметров статистической нанометровой шероховатости поверхности по данным рассеяния в планарном оптическом волноводе // Изв. Вузов. Радиофизика. - 2000. - Т. 43, № 12. - С. 1090-1099.18.Paulus M., Oliver J. F. M. A Fully Vectorial Technique for Scattering and Propagation in Three-Dimensional Stratified Photonic Structures // Optic. and QE. - 2001. - Vol. 67. - Pp. 315-325.19.Paulus M., Martin Oliver J. Greens Tensor Technique for Scattering in Two- Dimensional Stratified Media // Physical Review E. - 2001. - Vol. 63, No 6. - Pp. 066615-1-066615-8.20.Егоров А. А. Векторная теория рассеяния лазерного излучения в интегрально-оптическом волноводе с трехмерными нерегулярностями при наличии шума // Квантовая электроника. - 2004. - Т. 34, № 8. - С. 744-754.21.Egorov A. A. Correct Investigation of the Statistic Irregularities of Integrated Optical Waveguides with the use of the Waveguide Light Scattering // Laser Physics Letters. - 2004. - Vol. 1, No 8. - Pp. 421-428.22.Егоров А. А. Теория волноводного рассеяния света в интегрально-оптическом волноводе при наличии шума // Изв. вузов. Радиофизика. - 2005. - Т. 48, № 1. - С. 63-75.23.Egorov A. A. Use ofWaveguide Light Scattering for Precision Measurements of the Statistic Parameters of Irregularities of Integrated Optical Waveguide Materials // Opt. Engineering. - 2005. - Vol. 44, No 1. - Pp. 014601-1-014601-10.24.Егоров А. А. Обратная задача рассеяния монохроматического света в статистически нерегулярном волноводе: теория и численное моделирование // Оптика и Спектроскопия. - 2007. - Т. 103, № 4. - С. 638-645.25.Egorov A. A. Influence of Light Scattering by 3D-Irregularities on the Characteristics of the Integrated Optical Devices using for Optical Signal Processing // Opt. Engineering. - 2008. - No 2. - Pp. 1-8.26.Исследование компьютеризированного интегрально-оптического датчика концентрации газообразных веществ / А. А. Егоров, М. А. Егоров, Т. К. Чехлова, А. Г. Тимакин // Квантовая электроника. - 2008. - Т. 38, № 8. - С. 787-790.27.Low-Loss Inexpensive Integrated-Optical Waveguides as a Sensitive Gas Sensor / A. A. Egorov, M. A. Egorov, T. K. Chekhlova, A. G. Timakin // ICO Topical Meeting on Optoinformatics/Information Photonics 2008. - St. Petersburg. Russia: 2008. - Pp. 208-211.28.Применение интегрально-оптических датчиков для контроля опасных газообразных веществ / А. А. Егоров, М. А. Егоров, Т. К. Чехлова, А. Г. Тимакин // Датчики и Системы. - 2008. - № 1. - С. 25-28.29.Compact and Integrated TM-pass Waveguide Polarizer / C. H. Chen, L. Pang, C. H. Tsai et al. // Optics Express. - 2005. - Vol. 13, No 14. - Pp. 5347-5352.30.Low Loss Etchless Silicon Photonic Waveguides / J. Cardenas, C. B. Poitras, J. T. Robinson et al. // Optics Express. - 2009. - Vol. 17, No 6. - Pp. 4752- 4757.31.Kuttge M., Garcia de Abajo F. J., Polman A. How Grooves Reflect and Confine Surface Plasmon Polaritons // Optics Express. - 2009. - Vol. 17, No 12. - Pp. 10385-10392.32.Dintinger J., Martin Olivier J. F. Channel and Wedge Plasmon Modes of Metallic V-Grooves with Finite Metal Thickness // Optics Express. - 2009. - Vol. 17, No 4. - Pp. 2364-2374.33.Li J., Fattal D. A., Beausoleil R. G. Crosstalk-Free Design for the Intersection of Two Dielectric Waveguides // Optics Express. - 2009. - Vol. 17, No 9. - Pp. 7717-7724.34.Design, Optimization and Fabrication of an Optical Mode Filter for Integrated Optics / V. Magnin, M. Zegaoui, J. Harari et al. // Optics Express. - 2009. - Vol. 17, No 9. - Pp. 7383-7391.35.Egorov A. A., Stavtsev A. V. Development and Research of a Complex of Programs for Calculation of Main Characteristics of Integrated-Optical Waveguides in a System of Visual Programming Delphi and C++ // Journal of Radio Electronics. - 2009. - No 8. - Pp. 1-20.36.Propagation of the Monochromatic Electromagnetic Waves in Irregular Waveguides. A Brief Introduction to an Analysis in the Case of Smooth or Statistic Irregularities / A. A. Egorov, L. A. Sevastianov, A. L. Sevastyanov, A. V. Stavtsev // Bulletin of PFUR. - 2010. - № 1. - С. 67.37.Гофман В. Э., Хомоненко А. Д. Delphi. Быстрый старт. - СПб.: БХВ- Петербург, 2003.