傅里叶模态方法结合选择性模态降维技术，用于可扩展地分析三维扩展面积发光的光子结构

《IEEE Access》：Fourier modal method with selective modal reduction for scalable analysis of three-dimensional extended-area-emitting photonic structures.

　　

摘要：

本文提出了一种改进的三维傅里叶模态方法（3D-FMM），该方法结合了选择性模态降维（MDR）技术，用于高效模拟复杂的光子结构。基于自发光器件（如有机发光二极管OLED）中的光提取过程主要受少数物理相关模态控制的观察结果，该方法能够有选择地保留这些模态，同时排除衰减严重的模态。这种方法有效减少了主要矩阵运算（包括矩阵求逆）的计算量，且不会显著影响计算精度。具体而言，通过使用边界散射矩阵（S矩阵）和相位延迟算子，该框架将标准的4L × 4L线性系统分解为半维运算，从而最小化内存消耗。所开发的2L FMM能够在多块模拟过程中实现灵活的自适应模态选择。针对3D OLED结构的验证结果表明，与传统方法相比，该方法的内存使用量减少了25.6%，计算时间减少了13.9%，同时提取的光功率仅降低了0.23%。