Thèmes

Simulations

Jonction de guides d'ondes

Description

Nous nous intéressons à la propagation des ondes dans des guides ouverts, c'est-à-dire des guides d'ondes plongés dans un milieu infini, appelé gaine.

Pour borner le domaine de calcul dans les directions transverses à la direction de propagation, nous utilisons des couches absorbantes parfaitement adaptées (en anglais Perfectly matched layers ou PML).

Dans toutes les simulations, on cherche à utiliser les modes transverses du guide d'ondes. L'étude de ces modes est une difficulté en soi. On peut distinguer trois types de modes : des modes guidés, des modes à fuite et des modes liés à la PML.

Par ailleurs, la PML introduit un caractère non auto-adjoint (et même non normal) à l'opérateur transverse. Le calcul des modes est par conséquent délicat.

Résultats


1 mode

2 modes

3 modes

4 modes

5 modes

Animation de la décomposition de la fonction de Green d'un guide d'ondes ouvert uniforme 2D sur 1,2,3,4,5 modes

solution de référence

Coupe dans un plan orthogonal à la direction de propagation de la représentation de la fonction de Green d'un guide d'ondes ouvert uniforme 3D à l'aide des modes transverses.

Propagation d'un mode dans un guide d'ondes ouvert non uniforme 3D : la taille du guide diminue. Pour borner le domaine de calcul dans la direction de propagation, des opérateurs DtN (Dirichlet to Neumann), fondés sur les modes transverses, sont utilisés.

Même simulation, sauf que l'on colle la PML au guide. On utilise ainsi une PML non standard, qui suit la forme de guide. L'intérêt d'une telle PML peut se trouver dans la diminution de la taille du domaine de calcul, mais aussi dans l'amélioration de la méthode numérique, puisque plus la PML est située proche du guide, plus les modes transverses sont bien calculés et donc meilleurs sont les opérateurs DtN.

Publications