Синтез толщины профиля тонкоплёночной волноводной линзы Люнеберга

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе показана связь между фокусирующей неоднородностью эффективного показателя преломления волноводной линзы Люнеберга и неравномерностью толщины волноводного слоя, порождающей эту неоднородность. Для закона дисперсии нерегулярного тонкоплёночного волновода в модели адиабатических мод волновода решается задача математического синтеза и компьютерного проектирования профиля толщины волноводного слоя для тонкоплёночной обобщённой волноводной линзы Люнеберга с заданным фокусным расстоянием. Расчёты ведутся в нормированных специальным образом координатах для адаптации используемых соотношений к компьютерным расчётам. Полученное решение сравнивается с таким же решением в рамках метода сечений. Работоспособность алгоритма, реализованного в Delphi, была продемонстрирована путём построения дисперсионных кривых и семейства дисперсионных кривых, показывающих критическую сходимость. В качестве дополнительного результата были синтезированы профили толщины дополнительного нерегулярного по толщине волноводного слоя, образующего тонкоплёночную обобщённую волноводную линзу Люнеберга. Этот результат обобщает результаты Саутвелла.

Об авторах

К. П. Ловецкий

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: lovetskiy-kp@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-3645-1060

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor of Department of Applied Probability and Informatics

ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Россия

А. Л. Севастьянов

Высшая школа экономики

Email: alsevastyanov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0280-485X

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Deputy Head of Department of Education digitalization

Покровский бульвар, д. 11, Москва, 109028, Россия

А. В. Зорин

Российский университет дружбы народов

Email: zorin-av@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5721-4558

Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Assistant Professor of Department of Applied Probability and Informatics

ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Россия

Список литературы

  1. A. L. Sevastyanov, “Computer modeling of directed modes’ fields of thin-film generalized waveguide Luneburg lens. Candidate’s Dissertation in Physics and Mathematics [Komp’yuternoe modelirovanie polej napravlyaemyh mod tonkoplenochnoj obobshchennoj volnovodnoj linzy Lyuneberga],” in Russian, Ph.D. dissertation, Peoples’ Friendship University of Russia, Moscow, 2010.
  2. L. A. Sevast’yanov and A. A. Egorov, “Theoretical analysis of the waveguide propagation of electromagnetic waves in dielectric smoothlyirregular integrated structures,” Optics and Spectroscopy, no. 105, pp. 576-584, 2008. doi: 10.1134/S0030400X08100123.
  3. A. A. Egorov and L. A. Sevast’yanov, “Structure of modes of a smoothly irregular integrated-optical four-layer three-dimensional waveguide,” Quantum Electronics, vol. 39, no. 6, pp. 566-574, 2009. doi: 10.1070/QE2009v039n06ABEH013966.
  4. A. A. Egorov, K. P. Lovetskii, A. L. Sevast’yanov, and L. A. Sevast’yanov, “Simulation of guided modes (eigenmodes) and synthesis of a thin-film generalised waveguide Luneburg lens in the zero-order vector approximation,” Quantum Electronics, vol. 40, no. 9, pp. 830-836, 2010. doi: 10.1070/QE2010v040n09ABEH014332.
  5. L. A. Sevastianov, A. A. Egorov, and A. L. Sevastyanov, “Method of adiabatic modes in studying problems of smoothly irregular open waveguide structures,” Physics of Atomic Nuclei, vol. 76, pp. 224-239, 2013. doi: 10.1134/S1063778813010134.
  6. W. H. Southwell, “Inhomogeneous optical waveguide lens analysis,” Journal of the Optical Society of America, vol. 67, no. 8, pp. 1004-1009, 1977. doi: 10.1364/JOSA.67.001004.
  7. W. H. Southwell, “Index profiles for generalized Luneburg lenses and their use in planar optical waveguides,” Journal of the Optical Society of America, vol. 67, no. 8, pp. 1010-1014, 1977. doi: 10.1364/JOSA.67.001010.
  8. E. Fehlberg, “Low-order Classical Runge-Kutta formulas with step size control,” NASA Technical Report R-315, Tech. Rep., 1969.
  9. A. L. Sevastyanov, “Structure of modes of smoothly irregular threedimensional integrated optical four-layer waveguide,” Physics of Particles and Nuclei Letters, vol. 8, no. 479, pp. 804-811, 2011. doi: 10.1134/S1547477111050177.
  10. A. A. Egorov et al., “Stable computer modeling of thin-film generalized waveguide Luneburg lens [Ustojchivoe komp’yuternoe modelirovanie tonkoplenochnoj obobshchennoj volnovodnoj linzy Lyuneberga],” Matem. modelirovaniye, vol. 26, no. 11, pp. 37-44, 2014, in Russian.

© Ловецкий К.П., Севастьянов А.Л., Зорин А.В., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах