En el pasado, realicé simulaciones de trazado de rayos para cosas grandes y óptica física (FEM, FDTD) para cosas de pequeña escala de longitud de onda.
Ahora tengo una lente muy grande que enfoca hacia abajo en una guía de ondas. Tengo un modelo de trazado de rayos que escupe un "mapa de intensidad" de dónde golpearán los rayos en la cara de la guía de ondas. La guía de ondas sigue siendo 100 veces más grande que la longitud de onda. La NA de la guía de ondas es más grande que la lente, por lo que creo que toda la luz entrará en la guía de ondas. (¿Tengo eso correcto?)
Ahora necesito propagar esta luz en la guía de ondas a cierta distancia. Si se tratara de una simple guía de ondas de índice escalonado, podría continuar usando el trazado de rayos y el problema estaría resuelto. Pero es una estructura muy complicada con índices de refracción que varían espacialmente; básicamente, lo que necesito es FDTD.
¿Puedo simplemente tomar el "mapa de intensidad" de los rayos incidentes del trazado de rayos y usarlo como mi "fuente" para FDTD? Creo que no, porque el mapa de intensidad no tiene ninguna información sobre en qué dirección viajan los rayos, y es de millones de rayos en lugar de una onda. Pero no se me ocurre otra forma de hacerlo.
No eres el primero en cuestionar esto; ver por ejemplo el trabajo de Leiner et al. de 2013 y 2014 .
Aquí, la técnica de trazado de rayos se interconecta con las simulaciones de Maxwell de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD) con " la representación vectorial de Poynting de las direcciones de propagación de los rayos o las ondas ".
Como se indica en estos trabajos, debe tener en cuenta la ausencia de información de fase en el método RT, lo que podría influir en sus resultados.
Pedro Diehr