ЗАСТОСУВАННЯ СПЕКТРАЛЬНИХ МЕТОДІВ КРАЙОВИХ ІНТЕГРАЛЬНИХ РІВНЯНЬ ДЛЯ СТВОРЕННЯ НАНООПТИЧНИХ ПРИЛАДІВ

Анотація

Ефективність моделювання оптичних наноструктур залежить не тільки від того, наскільки точно описані нові фізичні процеси, що відбуваються в нових конфігураціях резонансно-розсіюючих та резонансно-поглинаючих структур, а і від того, наскільки вірно підібрані алгоритми розв’язку відповідних математичних задач і наскільки точно вибрані чисельні параметри моделювання в залежності від параметрів елементів. Тому для розв’язання проблемних питань моделювання складних електродинамічних резонансно-розсіюючих та резонансно-по­гли­на­ючих структур необхідне глибоке вивчення всієї сукупності нових невідомих ефектів. В роботі створено чисельно-аналітичний алгоритм на основі параметризованого прийомами конформного відображення методу граничних інтегральних рівнянь з аналітичною регуляризацією у вигляді віднімання сингулярності, посилений швидкими перетвореннями Фур’є, який на відміну від класичних схем, основаних на методах скінчених різниць та скінчених елементів, дозволяє прийняти до уваги комплекснозначну функціональну залежність діелектричної проникності плазмонних матеріалів від довжини хвилі, навіть таку, яка задана таблично, а також дозволити розв’язок задач зі статичними та динамічними сингулярностями інтегральних рівнянь. Оскільки, завдяки чутливості плазмонних резонансів до змін в зовнішньому середовищі плазмонно-резонансні наноструктури використовують в сучасній медицині, фармацевтиці, а також при створенні хімічних та біологічних сенсорів, в цій роботі основні зусилля спрямовані на створення алгоритму дослідження діелектричних структур зі статичними син­гу­ляр­нос­тями.