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通過考慮諧波場而非光線,光場追跡法對光線追跡法進(jìn)行了概括推廣。光場追跡法可以容許位于系統(tǒng)不同子區(qū)域的不同的建模技術(shù)進(jìn)行無縫連接。基于分解和互聯(lián)的理念,這篇文章介紹了非序列場追跡的基本概念,同時(shí)推導(dǎo)出了相應(yīng)的算子方程組和一個(gè)求解公式用于仿真。對問題的求值需要局部麥克斯方程的解(分解);并且隨著迭代過程的收斂實(shí)現(xiàn)解決方案在通過界面處的連續(xù)性(互聯(lián))。通過使用引入的一種新的光路樹算法,對需要求解的局部問題的數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化。最后,我們展示了一些選擇局部麥克斯韋方程組的案例和數(shù)值結(jié)果。 }&T<wm! &U$8zn~[k 1. 簡介 ;%7XU~<a O
{6gNR,* 現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要高級(jí)模擬技術(shù)。通常,仿真過程中需要在時(shí)域或者頻域中求解麥克斯韋方程組。即使這些方程的解決方案已經(jīng)在過去數(shù)十年被廣泛的討論,使用比如有限元法(FEM),但由于以下主要原因,其在光學(xué)領(lǐng)域仍然非常具有挑戰(zhàn)性:(1)感興趣的波長一般在1微米以下,有時(shí)甚至在100納米之下,(2)一個(gè)系統(tǒng)中的長度量級(jí)可能在納米和米之間變化。應(yīng)用波長532納米(綠光)的標(biāo)準(zhǔn)激光系統(tǒng),使用特征尺寸僅有幾微米的結(jié)構(gòu)界面并且需要在一個(gè)系統(tǒng)中與數(shù)厘米或者米的結(jié)構(gòu)一同模擬。這表明物理光學(xué)模擬,例如,使用標(biāo)準(zhǔn)的有限元法,如今在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)上并不可行。 cbCE
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