مسئله ي اصلي در قرن 20 اين بود که از امکانات الکتريکي مواد نيمه هادي به بهترين نحو استفاده شود. سرانجام مهندسان بر اساس اين نيمه هادي ها، ترانزيستور را ساختند، که باعث يک انقلاب عظيم در الکترونيک شد. در اواخر قرن 20 چنين مسائلي درباره ي کنترل خواص نوري متريال ها مطرح شد. مثلاً اين که چگونه از انتشار نور در بعضي نقاط جلوگيري شود. به عبارت ديگر، انتشار نور را بتوان در بعضي قسمت ها و در فرکانس هاي خاصي کنترل کرد. اولين گزينه براي اين هدف، استفاده از کابل فيبر نوري بود که عملکرد آن براساس بازتابش کلي[1](TIR) مي باشد. فيبر هاي نوري در مخابرات يک انقلاب عظيم ايجاد کردند، که مهندسان توانستند از اين ساختار نرخ ارسال اطلاعات بالاتر با تضعيف کمتر نسبت به سيم فلزي بگيرند.

تئوري مودهاي کوپل شده يک ابزار قدرتمند براي محاسبه ي انتقال انرژي در دو موج بر موازي، موج برهاي نوري مربوط به رزوناتورهاي کوپل شده و VCSEL[2] هاي با فاز قفل شده مي باشد [1] .استفاده از اين سيستم ها زماني به اوج خود رسيد که[3] دو بعدي معرفي شدند، که نور را درون خود در جهت انتشار به دام مي انداختند. مدت زيادي است که از تئوري مودهاي کوپل شده[4] (CMT)در سيستم هاي نوري محدود استفاده مي شد. در چند سال اخير سايز سازه هاي فوتونيک کريستالي بزرگ تر و همچنين پيچيده تر شده اند. تحليل و طراحي چنين ساختار هايي توسط روش هاي سنتي مستلزم عمليات وقت گير و نيازمند حافظه ي زياد است. چنين شرايطي نيازمند يک روش سريع جديد