Kapitel 4: Wellenoptik und FDTD-Simulationen

Dieses Kapitel befasst sich mit der Simulation mithilfe der Methode der endlichen Differenzen im Zeitbereich (FDTD) in OghmaNano. FDTD ist eine vollwertige elektromagnetische Simulationsmethode, mit der modelliert wird, wie sich elektromagnetische Felder in photonischen und optischen Strukturen ausbreiten, streuen, interferieren, reflektieren und sich im Laufe der Zeit verändern.

Das Kapitel ist um praktische, ausführbare FDTD-Simulations-Tutorials herum strukturiert, die von grundlegenden elektromagnetischen Wellenausbreitungsprinzipien zu komplexeren photonischen Strukturen übergehen, darunter Lichtleiter, photonische Kristalle, Bragg-Gitter, Resonatoren, optische Hohlräume, Interferenzsysteme und integrierte optische Bauelemente. Die Beispiele umfassen FDTD-Lichtquellen, Randbedingungen, Detektoren, Impulsausbreitung, Beugung, resonante Energieanreicherung, Transmission, Reflexion, Feldkonfinement und die Energieflussverteilung im Zeitbereich. Jedes Beispiel ist so konzipiert, dass es direkt in OghmaNano ausgeführt werden kann, wodurch Benutzer von der Einrichtung einer FDTD-Simulation zur quantitativen Analyse des elektromagnetischen und optischen Verhaltens von Bauelementen übergehen können.