Моделирование направляемых (собственных) мод и синтез тонкопленочной обобщенной волноводной линзы Люнеберга в нулевом векторном приближении

В рамках ранее полученного аналитического решения векторной электродинамической задачи в плавно-нерегулярном четырехслойном интегрально-оптическом 3D-волноводе впервые с помощью численного моделирования исследовано прохождение направляемой (собственной) моды через интегрально-оптическую обобщенную волноводную линзу Люнеберга. Осуществлен расчет дисперсионного соотношения четырехслойного плавно-нерегулярного интегрально-оптического 3D-волновода в приближении метода волноводов сравнения и в приближении метода адиабатических мод, в том числе — с учетом сдвига постоянных распространения квази-ТЕ и квази-ТМ мод. В нулевом приближении выполнен синтез обобщенной волноводной линзы Люнеберга с полной апертурой. Представленные результаты численного моделирования демонстрируют, с одной стороны, высокоточное совпадение решения поставленной задачи в приближении использованного асимптотического метода волноводов сравнения с предшествующими результатами, а с другой — превосходство нашего метода по строгости решения поставленной задачи, по полноте учета ее физических особенностей и по точности вычислений. Предложенный в работе метод исследования применим для анализа аналогичных структур из диэлектрических, магнитных и метаматериалов, в том числе и нелинейных, в достаточно широком диапазоне электромагнитных длин волн, что является его еще одним несомненным преимуществом.