二维介质PBG结构色散特性的时域有限差分法分析 被引量：6

1

作者 包秀龙 章文勋 +1 位作者 郑龙根 李乐伟 《应用科学学报》 CAS CSCD 2003年第3期236-240,共5页

采用时域有限差分法分析二维介质柱PBG结构的色散特性.计算表明,在介质填充比相同的条件下含单介质柱周期的PBG结构,其介质柱形状对色散特性的影响很小;而含多介质柱周期的PBG结构,TM波的阻带中心频率随介质柱个数的增多而提高,阻带绝... 采用时域有限差分法分析二维介质柱PBG结构的色散特性.计算表明,在介质填充比相同的条件下含单介质柱周期的PBG结构,其介质柱形状对色散特性的影响很小;而含多介质柱周期的PBG结构,TM波的阻带中心频率随介质柱个数的增多而提高,阻带绝对宽度增大,相对宽度相当. 展开更多

关键词 二维介质柱 PBG结构 光子带隙结构 色散特性 时域有限差分法 带阻频响特性 电磁波

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二维时域有限差分法对接地板宽度有限的共面波导的特性参数分析 被引量：1

2

作者 莫小梅 孙玲玲 《微波学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期61-65,共5页

本文利用二维时域有限差分 (FDTD)法分析接地板宽度有限的共面波导 (FGCPW )在高达 1THz频段内的频变特性。将计算结果与三维FDTD法分析结果相比较发现 ,其一致性较好 ,且大大提高了仿真的效率 ,通过比较接地板宽度对FGCPW的色散和衰减... 本文利用二维时域有限差分 (FDTD)法分析接地板宽度有限的共面波导 (FGCPW )在高达 1THz频段内的频变特性。将计算结果与三维FDTD法分析结果相比较发现 ,其一致性较好 ,且大大提高了仿真的效率 ,通过比较接地板宽度对FGCPW的色散和衰减特性的影响 ,说明设计共面波导的关键在于对几何尺寸参数的正确选择。 展开更多

关键词 二维时域有限差分法 共面波导 色散 衰减特性 FDTD

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一种可用于分析任意介电常数张量的各向异性波导导模的二维时域有限差分模型 被引量：2

3

作者 赵安平 何晓东 +1 位作者 于荣金 王晓光 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第10期880-885,共6页

为分析具有任意介电常数张量的各向异性波导的导模，本文通过把简化的二维时域有限差分（２－ＤＦＤＴＤ）法扩展至任意各向异性介质，提出了一种以Ｄ、Ｅ和Ｈ场为基础的统一的简化２－ＤＦＤＴＤ模型．利用该模型，研究了简化的复数２... 为分析具有任意介电常数张量的各向异性波导的导模，本文通过把简化的二维时域有限差分（２－ＤＦＤＴＤ）法扩展至任意各向异性介质，提出了一种以Ｄ、Ｅ和Ｈ场为基础的统一的简化２－ＤＦＤＴＤ模型．利用该模型，研究了简化的复数２－ＤＦＤＴＤ方法与实变数２－ＤＦＤＴＤ方法之间的关系．文中还讨论了复变数方法和实变数方法的激励技术． 展开更多

关键词 各向异性 波导导模 二维 时域有限差分法

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区域分解时域有限差分方法(DD-FDTD)及其在散射问题中的应用 被引量：10

4

作者 许锋 洪伟 童创明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1642-1645,共4页

本文提出一种区域分解的时域有限差分算法 (DD FDTD) .依据待解问题的特点 ,把待解问题分解为几个子区域 ,在各个子区域中 ,采用适合于该区域的共形网格进行划分计算 ,通过一种有效的信息传递方案 ,把各个子区域综合起来 ,获得原问题的... 本文提出一种区域分解的时域有限差分算法 (DD FDTD) .依据待解问题的特点 ,把待解问题分解为几个子区域 ,在各个子区域中 ,采用适合于该区域的共形网格进行划分计算 ,通过一种有效的信息传递方案 ,把各个子区域综合起来 ,获得原问题的解 .通过采用这种方法 ,一个复杂的问题可以得到简化 ,从而变得适于求解 ,同时 ,共形网格和精确的信息传递方案的使用 ,大幅度提高了计算精度 .文中 ,用该算法对二维电磁散射问题进行了分析计算 。 展开更多

关键词 区域分解 时域有限差分法 共形网格 二维散射问题

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一种快速计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分方法 被引量：1

5

作者 许锋 洪伟 丁振宇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1327-1329,共3页

本文提出一种用于计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分算法（DD-FDTD）.当各散射柱体相互间距离比较远时,采用经典的FDTD方法进行计算时,计算域是非常大的,大量的网格浪费在散射体之间.文中我们使用区域分解的思想,把各个柱体处... 本文提出一种用于计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分算法（DD-FDTD）.当各散射柱体相互间距离比较远时,采用经典的FDTD方法进行计算时,计算域是非常大的,大量的网格浪费在散射体之间.文中我们使用区域分解的思想,把各个柱体处理为各个子域.各柱体间大量的网格被省去,代之以二维时域Green函数将各个子域连接起来.采用近远场变换方法,并将柱体间互偶处理为等效柱面波人射场,从而大大压缩了计算时间.由于二维时域Geen函数含有关于时间的积分,且此积分是一个反常积分,采用半解析的方法,精确地算出了其中的反常积分值,大幅度提高了计算精度.最终.使该方法得以实现。 展开更多

关键词 区域分解 时域有限差分法 二维时域Green函数 多柱体散射 Dd-fdtd

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时域有限差分法结合Pade逼近快速获取介质柱宽带RCS频率响应 被引量：2

6

作者 许锋 洪伟 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期85-88,共4页

由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的,远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时,如果采用频域变换法,需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此,本文引入Pade逼近,对FDTD法计算... 由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的,远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时,如果采用频域变换法,需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此,本文引入Pade逼近,对FDTD法计算获得的、稀疏的RCS频率响应进行逼近,然后用获得的Pade有理逼近式计算宽频带RCS频率响应。计算结果表明Pade有理逼近式能很好地逼近FDTD法精确计算的曲线,同时计算速度可加快十多倍。 展开更多

关键词 时域有限差分法 PADE逼近 雷达散射截面 二维介质柱 频率响应

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一种新的二维散射场远区时域信号实时获取方法 被引量：1

7

作者 许锋 洪伟 《应用科学学报》 CAS CSCD 2002年第3期254-257,共4页

采用时域有限差分法求解散射问题时 ,时域信号的计算是在散射体近区内进行的 ,计算远区散射场通常有两种办法 ,一种是在频域内进行 ,另一种是在时域内进行 .由于二维时域 Green函数含有关于时间的积分 ,因而相对于三维问题 ,远区时域信... 采用时域有限差分法求解散射问题时 ,时域信号的计算是在散射体近区内进行的 ,计算远区散射场通常有两种办法 ,一种是在频域内进行 ,另一种是在时域内进行 .由于二维时域 Green函数含有关于时间的积分 ,因而相对于三维问题 ,远区时域信号反而更难求解 .文中通过把等效激励源位置进行量化 ,综合排列激励时序 ,从而把所有激励源关于时间的积分转化为一个矩阵向量乘积运算 ,大幅度减少了计算时间 .同时 ,采用半解析的方法 ,精确地算出了其中的反常积分值 .最终 ,实时、快速和精确地获取了二维散射场远区时域信号 . 展开更多

关键词 二维散射场 远区时域信号 时域有限差分法 二维时域Green函数 激励源位置量化 反常积分 信号获取方法

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二维地质体的瞬变电磁场响应特征 被引量：17

8

作者 陈明生 闫述 +1 位作者 石显新 解海军 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期252-256,共5页

直接从时间域出发 ,应用时域有限差分方法 (FDTD)分析地下和地面的瞬变响应。由于二维情况便于图形表示 ,采取了线源二维地电模型。通过对二层均匀地电结构和含二维低阻体时地面垂直感生电动势曲线的计算 ,说明瞬变场响应有滞后现象 ,... 直接从时间域出发 ,应用时域有限差分方法 (FDTD)分析地下和地面的瞬变响应。由于二维情况便于图形表示 ,采取了线源二维地电模型。通过对二层均匀地电结构和含二维低阻体时地面垂直感生电动势曲线的计算 ,说明瞬变场响应有滞后现象 ,即异常地质体一旦引起瞬变响应 ,就会往后延时 ,并使响应延续较长时间。在实际的工程勘察中 ,曾用 3～ 5ms以后的延迟时间探测过较浅的异常体 ,如 2 0m至 150m深度范围内的地下老窑采空区 ,并取得了较好的探测效果 ,上述数字模拟结果为以往的实践提供了理论依据。 展开更多

关键词 瞬变电磁场 二维地质体 线源二维电模型 时域有限差分 数字模拟

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探地雷达检测铁路路基病害的二维正演模拟 被引量：19

9

作者 谢勇勇 廖红建 昝月稳 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1907-1911,共5页

为了识别复杂的探地雷达图像,建立铁路路基病害图像数据库,针对各种常见的路基病害,结合实地检测情况,研究铁路路基病害的探地雷达(GPR)图像特征,进行探地雷达二维正演模拟分析.基于有限差分原理,在时间域上推导横电磁波的差分方程;运用... 为了识别复杂的探地雷达图像,建立铁路路基病害图像数据库,针对各种常见的路基病害,结合实地检测情况,研究铁路路基病害的探地雷达(GPR)图像特征,进行探地雷达二维正演模拟分析.基于有限差分原理,在时间域上推导横电磁波的差分方程;运用GprMax软件,对路基下道碴陷槽病害进行正演模拟分析;对路基下存在的圆形空洞,模拟不同半径和埋深的空洞,分析径深比对雷达模拟图像的影响.开挖一个人工道碴陷槽,用探地雷达实测,并进行正演模拟.实测结果和模拟结果一致,表明了该模拟方法用于实际复杂路基检测的可行性. 展开更多

关键词 探地雷达 二维正演模拟 时域有限差分 铁路病害

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层状复合介质柱二维光子晶体透射谱研究 被引量：10

10

作者 汤炳书 殷恭维 +1 位作者 徐健良 沈廷根 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期127-130,共4页

针对用层状复合材料柱体构成二维光子晶体的这一设想,采用时域有限差分方法数值研究了多层复合介质材料在折射率、厚度、层数、组成次序等因素对组成二维光子晶体透射特性的影响。数值结果表明,透射谱中出现禁带宽度、中心频率所处位置... 针对用层状复合材料柱体构成二维光子晶体的这一设想,采用时域有限差分方法数值研究了多层复合介质材料在折射率、厚度、层数、组成次序等因素对组成二维光子晶体透射特性的影响。数值结果表明,透射谱中出现禁带宽度、中心频率所处位置都与单一介质组成二维光子晶体存在差别,特别是在多层环柱时变化更明显,因此在实际应用中,根据具体要求设计二维光子晶体比设计单一介质有更多的可调因素,为二维光子晶体的应用奠定了理论依据。 展开更多

关键词 光电子学 层状介质 二维光子晶体 时域有限差分法 透射谱

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ADI-FDTD在二维散射问题中的应用 被引量：5

11

作者 汤炜 李清亮 +2 位作者 焦培南 吴振森 董慧 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第6期620-624,共5页

利用交替隐式时域有限差分 (ADI FDTD)这一新方法计算二维电磁散射问题。研究了ADI FDTD方法的入射波设置、连接边界条件、PML吸收边界和近远场变换等关键技术。与传统FDTD方法相比 ,ADI FDTD的时间步长不受时间步长和空间步长的稳定性... 利用交替隐式时域有限差分 (ADI FDTD)这一新方法计算二维电磁散射问题。研究了ADI FDTD方法的入射波设置、连接边界条件、PML吸收边界和近远场变换等关键技术。与传统FDTD方法相比 ,ADI FDTD的时间步长不受时间步长和空间步长的稳定性条件 (CFL约束条件 )限制。在该方法中 ,可选取较大的时间步长进而提高计算效率。最后还给出了金属和介质柱散射截面的数值算例 ,证实了ADI 展开更多

关键词 ADI—FDTD 二维散射 交替隐式时域有限差分 电磁散射 CFL约束

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四通道二维光子晶体解波分复用系统 被引量：4

12

作者 沈宏君 刘杰 +1 位作者 李婷 李新兰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期692-699,共8页

利用光子晶体环形腔缺陷模与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了一种由主波导、环形腔和60°弯波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体解波分复用系统。通过平面波展开法计算线缺陷波导的能带结构;利用时域有限差分法(FTDT)计算了... 利用光子晶体环形腔缺陷模与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了一种由主波导、环形腔和60°弯波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体解波分复用系统。通过平面波展开法计算线缺陷波导的能带结构;利用时域有限差分法(FTDT)计算了不同频率的光波在该系统中的传输特性。最后,分析了影响输出效率和品质因子的因素并对该系统进行了改进。分析表明:改变环形腔内介质柱的半径可调节谐振频率,而在主波导末端增加反射介质柱以及改变耦合区域中介质柱的形状可提高各通道的谐振频率光波的透射率。计算结果显示:该系统较好地实现了4个波长的解波分复用,透射率均达90%以上。另外,该系统结构简单,便于加工制造,且体积小,有利于大规模集成。 展开更多

关键词 二维光子晶体 时域有限差分法 共振耦合 解波分复用器

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二维三角柱光子晶体的传输特性(英文) 被引量：4

13

作者 闫明宝 王海龙 周萍 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-6,共6页

利用时域有限差分方法对二维三角介质柱光子晶体的传输特性进行了研究,计算了不同晶格、同一晶格柱体截面面积不同、放置方位角不同、入射波入射方向不同时光子晶体的传输特性。结果表明:光子禁带的宽度与中心频率和晶格结构有很大关系... 利用时域有限差分方法对二维三角介质柱光子晶体的传输特性进行了研究,计算了不同晶格、同一晶格柱体截面面积不同、放置方位角不同、入射波入射方向不同时光子晶体的传输特性。结果表明:光子禁带的宽度与中心频率和晶格结构有很大关系,三角晶格更易形成平坦光子禁带,柱体截面面积大,则形成的禁带较宽,在其他因素相同的条件下柱体放置的方位角在一定范围内对光子禁带有重要影响;对不同入射方向时光子晶体的传输特性的研究结果表明,在低频范围内,入射角对禁带宽度和中心频率没有任何影响,在高频段,透射率随入射角变大而降低。研究结果为实验上制作三角柱光子晶体器件提供了重要的理论依据。 展开更多

关键词 二维光子晶体 时域有限差分方法 传输特性 三角介质柱

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点缺陷二维光子晶体波导的出射光集束 被引量：3

14

作者 冯先成 何岩 +1 位作者 司擎华 韵湘 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期40-43,共4页

光子晶体器件在高密度集成光通信中有广泛的应用,为解决光子晶体波导出射光场的空间控制,采用时域有限差分法分析光子晶体波导结构的缺陷传播特性,提出基于点缺陷优化波导结构,通过在波导出射口两侧加上点缺陷,出射光方向性有显著提高,... 光子晶体器件在高密度集成光通信中有广泛的应用,为解决光子晶体波导出射光场的空间控制,采用时域有限差分法分析光子晶体波导结构的缺陷传播特性,提出基于点缺陷优化波导结构,通过在波导出射口两侧加上点缺陷,出射光方向性有显著提高,实现三点光源干涉系统的光集束。模拟结果表明缺陷态越靠近能带结构中央,共振腔的耦合效率越高;相反,缺陷态越靠近能带结构边缘位置,则共振腔耦合效率越低,因此,选取禁带区域四分之一处对应的点缺陷,可以有效实现波导出射的光集束。 展开更多

关键词 二维光子晶体波导 出射光集束 点缺陷 共振腔 有限时域差分法

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顶板离层检测的二维地质雷达正演数值模拟 被引量：5

15

作者 谢建林 许家林 李晓林 《煤炭工程》 北大核心 2011年第10期68-71,共4页

为了能够识别顶板中的隐藏离层信息,从而为预防顶板事故的发生提供判断依据,运用GprMax地质雷达(GPR)模拟软件对顶板中的离层进行二维正演模拟,并研究顶板离层的地质雷达图像特征。基于时域有限差分(FDTD)原理,建立了不同频率、不同离... 为了能够识别顶板中的隐藏离层信息,从而为预防顶板事故的发生提供判断依据,运用GprMax地质雷达(GPR)模拟软件对顶板中的离层进行二维正演模拟,并研究顶板离层的地质雷达图像特征。基于时域有限差分(FDTD)原理,建立了不同频率、不同离层厚度、不同介电常数和不同离层深度的四类几何模型并进行正演模拟。最后通过对这四类模拟结果的图像特征进行分析,证明地质雷达正演模拟方法用于顶板离层检测是可行的。 展开更多

关键词 顶板离层 地质雷达 时域有限差分 二维正演模拟

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掺杂二维三角圆柱光子晶体传输特性研究 被引量：5

16

作者 汤炳书 沈廷根 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期526-528,共3页

为了研究掺杂对二维光子晶体传输特性的影响,应用时域有限差分方法数值模拟了各种掺杂情况下二维三角圆柱光子晶体的透射率即光传输函数随频率的变化。数值结果表明,对于一定的入射方向,光子晶体中的带隙的宽度、中心位置都受到掺杂所... 为了研究掺杂对二维光子晶体传输特性的影响,应用时域有限差分方法数值模拟了各种掺杂情况下二维三角圆柱光子晶体的透射率即光传输函数随频率的变化。数值结果表明,对于一定的入射方向,光子晶体中的带隙的宽度、中心位置都受到掺杂所处的位置、掺杂物的折射率、掺杂柱的粗细不同程度的影响。该结论为该类光子晶体的应用提供了理论依据。 展开更多

关键词 材料 二维三角圆柱光子晶体 时域有限差分法 掺杂 传输系数 带隙

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红外区二维光子晶体偏振分光镜透射谱分析 被引量：1

17

作者 李明宇 顾培夫 +2 位作者 张锦龙 马欣 郑臻荣 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期110-114,共5页

采用时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)法模拟了垂直入射红外波段二维光子晶体偏振分光镜的透射谱,从而验证了用平面波展开方法计算的二维光子晶体能带结构.用电子束蒸发方法在光栅基板上制备了Ge/BaF2多层膜,实现了二... 采用时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)法模拟了垂直入射红外波段二维光子晶体偏振分光镜的透射谱,从而验证了用平面波展开方法计算的二维光子晶体能带结构.用电子束蒸发方法在光栅基板上制备了Ge/BaF2多层膜,实现了二维光子晶体偏振分光镜.实验初步证明了这种光子晶体在垂直入射时具有偏振特性,分析了实验结果与理论计算之间偏差的产生原因. 展开更多

关键词 二维光子晶体 偏振分光镜 能带结构 平面波展开方法 时域有限差分

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UPML媒质中无条件稳定的二维ADI-FDTD方法 被引量：4

18

作者 赵延文 聂在平 《电波科学学报》 EI CSCD 2002年第6期586-589,603,共5页

对单轴各向异性PML(UPML)媒质中二维TM波的交变方向隐式时域有限差分方法 (ADI FDTD) ,通过计算实例表明 ,ADI FDTD方法在UMPL媒质中是无条件稳定的 ,其时间步长不受CFL稳定性条件的限制 ,并且当计算区域内具有精细差分网格时 ,其计算... 对单轴各向异性PML(UPML)媒质中二维TM波的交变方向隐式时域有限差分方法 (ADI FDTD) ,通过计算实例表明 ,ADI FDTD方法在UMPL媒质中是无条件稳定的 ,其时间步长不受CFL稳定性条件的限制 ,并且当计算区域内具有精细差分网格时 ,其计算效率明显优于传统的时域有限差分方法 (FDTD)。 展开更多

关键词 ADI-FDTD方法 FDTD方法 UMPL煤质 二维TM波 交变方向隐式时域有限差分方法

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二维光子晶体波导分波效率的优化 被引量：2

19

作者 廖兴展 徐旭明 方利广 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期23-25,共3页

基于自成像效应(SIE)的多模干涉(MMI),设计了一种二维光子晶体波导二端口分波器。采用时域有限差分法和平面波法作为研究工具,从理论上分析了这种器件的特性,在一定耦合长度下研究光在输出端的透射率,结果表明,选择适当的耦合长度可以... 基于自成像效应(SIE)的多模干涉(MMI),设计了一种二维光子晶体波导二端口分波器。采用时域有限差分法和平面波法作为研究工具,从理论上分析了这种器件的特性,在一定耦合长度下研究光在输出端的透射率,结果表明,选择适当的耦合长度可以使光在两个端口高效率输出。进一步研究得知,通过改变器件内部一个介质柱的半径,可以提高光在输出端的透射率。 展开更多

关键词 二维光子晶体波导 多模干涉 平面波法 时域有限差分法

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激励源对二维光子晶体传输特性的影响 被引量：2

20

作者 汤炳书 沈廷根 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期295-297,共3页

用时域有限差分法(FDTD)分析了二维光子晶体的传输特性,研究了纯平面波源、高斯波源对传输特性的影响,指出在同一种激励源情况,二维光子晶体的传输特性与其入射角有关。

关键词 时域有限差分法 激励源 二维光子晶体 传输特性

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