FEM (Metoda konečných prvků) v optice

FEM (Finite Element Method) je numerická metoda dělící optickou strukturu na síť malých prvků (obvykle trojúhelníků nebo čtyřstěnů), v jejichž rámci se řeší vlnové rovnice.

Jak funguje FEM v kontextu fotoniky?

Na rozdíl od pravidelných sítí používaných v FDTD lze síť FEM lokálně zahustit tam, kde se pole prudce mění — např. u hran vlnovodu — což dává vysokou přesnost při menším počtu prvků. FEM je obzvláště efektivní při určování modů vlnovodů se složitými, nepravidelnými průřezy.

Použití

FEM se používá zejména jako výpočetní jádro modových solverů pro vlnovody se složitou geometrií — žebrovité (rib) vlnovody, polymerní vlnovody nebo vlnovody s nestandardním profilem indexu lomu, kde by pravidelná diferenční síť byla neefektivní.

Související pojmy

Modový solver

Optický vlnovod

FDTD