Адрес e-mail:

Вычислительная нанофотоника

Лекторы:
Евлюхин Андрей Борисович, д-р физ.-мат. наук
Филонов Дмитрий Сергеевич, Ph.D.

Детальная информация о курсе "Вычислительная нанофотоника"

Осенний семестр

Метод мультипольного анализа в оптике наноструктур

1.      Метод функции Грина решения системы уравнений Максвелла

1.1. Введение фунции Грина;

1.2. Переход к интегральным уравнениям;

1.3. Различные аппроксимации функции Грина.

2.      Мультипольное разложение в задачах рассеяния света наноструктурами

2.1.  Дипольное приближение и основные характеристики процесса рассеяния электромагнитных волн отдельными частицами;

2.2. Обощение на случай мультиполей высокого порядка;

2.3. Функции Грина мультипольных источников.

3.      Мультипольный анализ оптических свойств массивов наночастиц

3.1. Дипольное приближение в задачах прохождения и отражения;

3.2. Обощение на случай мультиполей высокого порядка.

4.      Поверхностные плазмон поляритоны (ППП), как источник облучения наноструктур

4.1. ППП как собственные моды плоской повехности;

4.2. Функция Грина с учетом ППП;

4.3. Мультипольное рассеяние  ППП.

5.      Примеры применения мультипольного метода в задачах оптики наноструктур.


Весенний семестр

1 Вводное занятие, основные методы моделирования

Обзор основных программных пеков моделирования электродинамических задач. Установка и запуск CST Microwave Suite. Принципы работы с элементарными объектами: шар, тор, конус, параллелепипед и др. Работа со счетной областью и граничными условиями.

2 Методы работы во временном, частотном, интегральном солвере

Описание временного солвера. Принципы работы с импульсным сигналом и переход в спектральный диапазон. Использование квадратной сетки. Условия сходимости и остановки счета. Изменение размера счетной области.

3 Методы оптимизации ЭМ задачи

Использование эффективных материальных параметров. N-этапное моделирование. Методы допустимого упрощения геометрии модели. Методы поиска оптимального решения (геометрии).

4 Исследования поля элементарных источников электромагнитных волн

Источники электромагнитного излучение: дискретный порт, плоская волна, волноводный порт, источник со сложным профилем поля. Мониторы поля: электрический, магнитный, потока энергии, поверхностного распределения тока.

5 Методы импорта / экспорта данных

Импорт CAD-моделей систем счета. Импорт поверхностных и объемных сеток дискретизации. Экспорт 0D, 1D, 2D, 3D результатов моделирования. Экспорт геометрии моделирования. Экспорт эквивалентной схемы моделирования. Экспорт источников вторичного моделирования.

6 Исследование основных характеристик антенн

Диаграмма направленности. Коэффициент усиления. Коэффициент согласования. Поляризация и кроссполяризация. Коэффициент стоячей волны. Изоляция. Импеданс. Методы согласования антенн.

7 Исследование спектров рассеяния

Понятие полного сечения рассеяние. Рассеяние в заданном направлении. Элемент Гюйгенса. Симметричные и ассиметричные рассеиватели. Методы квазистатического моделирования медленно вращающихся объектов.

8 Экстракция материальных параметров

Моделирование прямоугольного и плоскопараллельного волноводов. Периодические граничные условия. Экстракция материальных параметром методом Никольса-Росса-Ваера. Экстракция материальных параметром резонансным методом на основе магнитного резонанса.

9 Методы работы с макросами

Синтаксис базовых функций. Моделирование случайных и заданных сигналов сложной формы. Моделирование белого света (некогерентного источника). Построение моделей с геометрическим отклонением. Статистический анализ влияния разброса номинала пассивных элементов. Методы постобработки результатов моделирования.

10 Квазистатическое моделирование

Моделирование белого света (некогерентного источника). Комбинированное рассеяние от большого числа источников. Моделирование доплеровских частот движущихся объектов.

11 Семинары

Представление студентами докладов в виде презентации по методам численного моделирования и способам анализа электродинамических задач и систем


Литература:

  1. C.A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design. 3rd ed. Hoboken, NJ: John Wiley, 2005.

  2. E.M. Haacke, R. W. Brown, M. R. Thompson and R. Venkatesan, Magnetic Resonance Imaging: Principles and Sequence Design, New York: Wiley, 1999.

  3. К. Ротхаммель, Антенны, 11-е издание, Додека (2005).

  4. D.M. Pozar, Microwave Engineering. Hoboken, NJ: J. Wiley, 2005.

  5. A. Ishimaru, Electromagnetic wave propagation. Prentice-Hall, Inc. En- glewood Cliffs, NJ, 1991

  6. O. Luukkonen, S. Maslovski, and A. Tretyakov, IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 10, 1295–1298 (2011).

  7. M. Song, P. Belov, P. Kapitanova, Appl. Phys. Rev. 4, 021102 (2017).

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2020 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Противодействие коррупции | Сведения о доходах

Политика обработки персональных данных МФТИ

Техподдержка сайта | API

Использование новостных материалов сайта возможно только при наличии активной ссылки на https://mipt.ru

МФТИ в социальных сетях