JETP Letters: issues online

Традиционный подход к расчету поля параксиального оптического пучка при взаимодействии с периодической структурой классическим фурье-модальным методом требует разложения падающего поля на множество плоских волн с последующим независимым расчетом поля каждой плоской волны. Поскольку для точного описания ограниченного в пространстве пучка необходимо несколько сотен плоских волн, а для каждой плоской волны требуется использовать достаточное число фурье-гармоник, вычислительные затраты становятся чрезмерными, особенно в задачах оптимизации параметров. В данной работе мы предлагаем решение этой проблемы, основанное на недавно разработанном нами методе резонансного подпространства, основная идея которого заключается в явном учете того факта, что отклик структуры в узком диапазоне углов и частот определяется, как правило, небольшой группой резонансных мод. На примере рассеяния гауссова пучка на периодической кремниевой мембране мы демонстрируем, что новый подход позволяет сократить время расчета более, чем на 2 порядка по сравнению с классическим фурье-модальным методом. Предложенный метод открывает практический путь для быстрого моделирования оптических пучков в сложных резонансных метаповерхностях, важный для задач лазерной физики, сенсорики и интегральной фотоники.