Adaptive spatial resolution in Fourier modal method for 1D-periodic structures implemented as a coordinate transform based on the error function

Abstract

Метод фурье-мод – один из наиболее развитых и широко используемых методов численного решения уравнений Максвелла, предназначенных для моделирования дифракции света на периодических структурах. Для улучшения сходимости метода используется так называемое адаптивное пространственное разрешение, реализованное в виде специального нелинейного преобразования координат. В настоящей работе предложена форма такого преобразования координат на основе функции ошибки (erf) для структур с одномерной периодичностью и продемонстрирована ее высокая эффективность. Fourier modal method is one of the most well-developed and widely used methods for the numerical solution of Maxwell's equations, intended for the simulation of the diffraction of light on periodic structures. In order to improve the convergence of the method, so-called adaptive spatial resolution implemented as a special nonlinear coordinate transformation is used. In the present work, a form of such a coordinate transformation based on the error function (erf) for structures with 1D-periodicity is proposed, and its high efficiency is demonstrated