Título
Numerical Design of Layered Photonic Microstructures
Autor
ERICK RAMON BACA MONTERO
Oleksiy Shulika
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
BIOLOGÍA Y QUÍMICA - (CTI) Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo (FDTD) - ([Jóvenes en la Ciencia: Verano de la Investigación Científica Vol. 1, No.2 (2015)]) Scattered-Field - ([Jóvenes en la Ciencia: Verano de la Investigación Científica Vol. 1, No.2 (2015)]) Espejo de Bragg - ([Jóvenes en la Ciencia: Verano de la Investigación Científica Vol. 1, No.2 (2015)]) Reflectancia - ([Jóvenes en la Ciencia: Verano de la Investigación Científica Vol. 1, No.2 (2015)]) Teoría de Modos Acoplados - ([Jóvenes en la Ciencia: Verano de la Investigación Científica Vol. 1, No.2 (2015)])
Resumen o descripción
En este trabajo se implementa una simulación FDTD (Finite-Difference Time Domain) unidimensional con sus aspectos importantes para modelar la propagación de pulsos ópticos ultracortos en materiales y estructuras de interés para aplicaciones de fotónica.
Primeramente se presenta el marco teórico del método, comenzando con la representación de las Ecuaciones de Maxwell en diferencias finitas para el modo TE, se presentan los detalles para analizar la estabilidad numérica en la resolución de ecuaciones de diferencias finitas centradas, se introducen las condiciones de Absorción en las fronteras (ABC, Absorbing Boundary Conditions), y se presenta el método de TF/SF para introducir excitaciones electromagnéticas en la red.
Posteriormente, se presentan técnicas para el manejo de estructuras poliestratificadas en el método FDTD, concernientes a la resolución de la red y numero de iteraciones.
Finalmente, se analiza un espejo de Bragg de un cuarto de longitud de onda presentado en la literatura, mediante el método desarrollado, se analizan las características obtenidas para dichas estructuras y se comparan con las características obtenidas analíticamente mediante la teoría de modos acoplados en la literatura.
In this paper a one-dimensional FDTD (Finite-Difference Time Domain) is implemented to model the propagation of ultrashort optical pulses in materials and structures of interest for applications in photonics. First, the theoretical framework of the method is presented, starting with the representation of the Maxwell equations in finite differences for the TE mode, the details are presented for analyzing the numerical stability in solving centered finite difference equations, Absorbing Boundary Conditions (ABC) are introduced, and the TF/SF formulation to introduce electromagnetic excitations in the grid is presented. Subsequently, techniques for handling multilayer structures in the FDTD method, concerning the resolution of the grid, number of iterations for convergence are shown. Finally, a Bragg mirror, presented in the literature, is developed by our algorithm, the characteristics obtained for these structures are analyzed and compared to the characteristics obtained analytically by couple-modes theory in the literature.
Editor
Universidad de Guanajuato
Fecha de publicación
2015
Tipo de publicación
Artículo
Versión de la publicación
Versión publicada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Fuente
Jóvenes en la Ciencia: Verano de la Investigación Científica Vol. 1, No.2 (2015)
Idioma
Español
Relación
http://www.jovenesenlaciencia.ugto.mx/index.php/jovenesenlaciencia/article/view/151
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional de la Universidad de Guanajuato
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