FEM (Metoda Elementów Skończonych) w optyce

FEM (Finite Element Method) to metoda numeryczna dzieląca strukturę optyczną na siatkę małych elementów (zwykle trójkątów lub czworościanów), w obrębie których rozwiązywane są równania falowe.

Jak działa FEM w kontekście fotoniki?

W odróżnieniu od siatek regularnych stosowanych w FDTD, siatka FEM może być zagęszczana lokalnie tam, gdzie pole zmienia się gwałtownie — np. przy krawędziach falowodu — co daje wysoką dokładność przy mniejszej liczbie elementów. FEM jest szczególnie efektywna przy wyznaczaniu modów falowodów o złożonych, nieregularnych przekrojach poprzecznych.

Zastosowania

FEM stosowana jest głównie jako silnik obliczeniowy solverów modów dla falowodów o skomplikowanej geometrii — falowodów żebrowych (rib), polimerowych czy o niestandardowym profilu współczynnika załamania, gdzie regularna siatka różnicowa byłaby nieefektywna.

Powiązane pojęcia

Solver modów

Falowód optyczny

FDTD