АНАЛИЗ ДИФРАКЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОДНОМЕРНО-ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ
РЕШЕТКИ МЕТОДОМ ПЛОСКИХ ВОЛН (СЛУЧАЙ TE-ПОЛЯРИЗАЦИИ)1 

Цупак Алексей Александрович, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра математики и суперкомпьютерного моделирования, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), altsupak@yandex.ru

517.958:535.4 

DOI

10.21685/2072-3040-2020-3-1 

Актуальность и цели. Цель работы – исследование дифракции электромагнитной ТЕ-волны на одномерной цилиндрической дифракционной решетке.
Материалы и методы. Задача рассматривается в полной электродинамической постановке, для ее решения применяется метод плоских волн; для численного решения вспомогательной полной проблемы собственных значений применяется метод вращений Якоби.
Результаты. Метод плоских волн программно реализован, проведены вычислительные эксперименты, подтвердившие сходимость и устойчивость метода.
Выводы. Результаты вычислительных экспериментов согласуются как с известными теоретическими результатами исследования задачи, так и опубликованными в работах других авторов результатами численного анализа. Описанный численный метод является эффективным и может применяться для решения задач моделирования одномерно-периодических решеток с заданными характеристиками. 

Ключевые слова

дифракционные решетки, метод плоских волн, электромагнитные ТЕ-волны, дифракционная эффективность. 

 Скачать статью в формате PDF

1. Шестопалов, В. П. Резонансное рассеяние волн. Т. 1. Дифракционные решетки / В. П. Шестопалов, А. А Кириленко, С. А. Масалов, Ю. К. Сиренко. –Киев : Наукова думка, 1986. – 232 с.
2. Шестопалов, В. П. Динамическая теория решеток / В. П. Шестопалов, Ю. К Сиренко. – Киев : Наукова думка, 1989. – 216 с.
3. Moharam, M. G. Pommet Formulation for stable and efficient implementation of the rigorous coupled-wave analysis of binary gratings / M. G. Moharam, Eric B. Grann, and Drew A. Pommet // J. Opt. Soc. Am. A. – 1995. – Vol. 12, № 5. – P. 1068–1077.
4. Popov, E. Gratings : Theory and Numeric Applications / E. Popov. – Second Revisited Edition. – Institut Fresnel, AMU, CNRS, ECM, 2014. – 59 p.
5. Бахвалов, Н. С. Численные методы (анализ, алгебра, обыкновенные дифференциальные уравнения) / Н. С. Бахвалов. – Москва : Наука, 1973. – 632 с.
6. Вержбицкий, В. М. Основы численных методов / В. М. Вержбицкий. – Москва : Высшая школа, 2002. – 840 с.
7. Design of broadband polarization-independent multilayer dielectric grating / Chen Junming et al. // Proc. of SPIE. – 2017. – Vol. 10339. – P. 1033–911.
8. Optical characterizations and thermal analyses of HfO2/SiO2 multilayered diffraction gratings for high-power continuous wave laser / Inki Kim et al. // J. Phys. Photonics. – 2020. – Vol. 2. – P. 025–004.