基于有限差分束传播法的Mach-Zehnder型波导电光调制器的模拟设计 被引量：7

1

作者 赵文怡 金国良 +2 位作者 应再生 戴蓓兴 戴海平 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第2期156-161,共6页

针对掺钛铌酸锂ＭａｃｈＺｅｈｎｄｅｒ型波导电光调制器的结构及折射率分布，运用有限差分束传播方法（ＦＤＢＰＭ）进行模拟计算，取得了二维情况下的最佳设计尺寸在此基础上，把所得的设计结果与原有的用快速傅里叶束传播方法... 针对掺钛铌酸锂ＭａｃｈＺｅｈｎｄｅｒ型波导电光调制器的结构及折射率分布，运用有限差分束传播方法（ＦＤＢＰＭ）进行模拟计算，取得了二维情况下的最佳设计尺寸在此基础上，把所得的设计结果与原有的用快速傅里叶束传播方法（ＦＦＴＢＰＭ）所得的结果进行比较和分析结果显示，运用有限差分束传播方法不仅取得了预期的结果，而且，这种方法比原有的快速傅里叶束传播方法更快捷和方便。 展开更多

关键词 波导电光调制器 有限差分束 传播法 光波导

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基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析 被引量：3

2

作者 潘卫清 何对燕 +1 位作者 李志宏 董勤 《光通信研究》 北大核心 2003年第6期62-65,共4页

为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数,用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件关系,并给出了条件表达式和详细说明.

关键词 有限差分光束传播法 过渡波导 集成光学 曲折角 坡度

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基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析

3

作者 潘卫清 何对燕 +1 位作者 李志宏 董勤 《应用光学》 CAS CSCD 2003年第5期8-10,19,共4页

　为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数。用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件有关,并给出了条件表达式及其详细说明。

关键词 光波导 有限差分光束传播法 集成光学 过渡波导形状函数 斜坡波导 弯曲波导 功耗分析

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一种新型非基于慢变包络近似的三维有限元束传播法

4

作者 于兵 赵丹 +1 位作者 葛俊祥 孙小菡 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第6期529-532,共4页

提出了一种新型非基于慢变包络近似的三维有限元束传播法.该方法相较Hadley所提出的广角束传播法,在分析光信号与光波导之间相互作用时同时考虑了载波和调制波对传输特性的影响,更具一般性且精度更高.通过与已发表的权威文献相比,在相... 提出了一种新型非基于慢变包络近似的三维有限元束传播法.该方法相较Hadley所提出的广角束传播法,在分析光信号与光波导之间相互作用时同时考虑了载波和调制波对传输特性的影响,更具一般性且精度更高.通过与已发表的权威文献相比,在相同的计算资源下,精度提高了10%. 展开更多

关键词 束传播法 有限元法 广角(WA) Padé算子 定向耦合器

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一种快速高效二维时域有限元束传播法

5

作者 于兵 孙小菡 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期385-388,共4页

提出并建立了一种新型的快速分析平面光波光路器件传输特性的2D时域有限元束传播法(FE-TD-BPM)模型.与常规时域差分格式的有限元束传播法相比,在时域实现了一维有限元(FEM)离散化处理,基于完全匹配层(PML)边界条件给出了全有限元离散化... 提出并建立了一种新型的快速分析平面光波光路器件传输特性的2D时域有限元束传播法(FE-TD-BPM)模型.与常规时域差分格式的有限元束传播法相比,在时域实现了一维有限元(FEM)离散化处理,基于完全匹配层(PML)边界条件给出了全有限元离散化模型.为了验证算法的精度以及速度,模拟分析了直脊波导以及波导光栅,并且与已有文献的计算结果进行比较,结果表明,该算法无条件稳定、计算速度快,与常规时域差分格式的有限元束传播法相差在0.002%以内,并节省了约70%的机时. 展开更多

关键词 时域有限元束传播法 平面光波光路 完全匹配层

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平面光波导器件时域有限差分束传输法分析中边界和初始条件的处理 被引量：5

6

作者 申屠伟进 蔡纯 +2 位作者 戴劲草 张明德 孙小菡 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期537-541,共5页

从慢变包络(SVEA)时域光传输方程出发,对比了综合道格拉斯(GD)和传统的中心差分(CN)两种离散化格式,指出GD法比CN法精度有了很大提高 重点讨论了GD法的TD BPM边界处理问题,给出了吸收边界和透明边界离散的显式和隐式表达式,分析并确定... 从慢变包络(SVEA)时域光传输方程出发,对比了综合道格拉斯(GD)和传统的中心差分(CN)两种离散化格式,指出GD法比CN法精度有了很大提高 重点讨论了GD法的TD BPM边界处理问题,给出了吸收边界和透明边界离散的显式和隐式表达式,分析并确定了交替方向隐式法(ADIM)的边界处理方式;同时,对激励源加入的连接边界进行了仔细讨论 结果表明对于隐式GD TD BPM法边界处理应采用隐式。 展开更多

关键词 平面波导器件 时域有限差分法 束传输法 综合道格拉斯 边界条件 连接条件

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基于双向有限差分抛物方程法的海洋环境电波传播研究 被引量：4

7

作者 唐琳婧 王昆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期404-413,共10页

采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电... 采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电波传播预测中引入一种改进的分形海面模型来模拟起伏波动的实际海面边界,且能模拟海面的大尺度浪涌特性和毛细波细微结构特性.在典型的数值算例中,我们将采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子和采用Miller-Brown模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子进行对比和分析,数值分析结果表明,在相同风速条件下,采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子波动更剧烈,能更准确地反映出实际起伏波动海面对电磁波传播的影响. 展开更多

关键词 电磁波传播 双向抛物方程(2WPE)法 双向有限差分(2WFD)法 改进分形模型

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有限元光束传输法分析锥形线性波导

8

作者 李志宏 何对燕 +1 位作者 周辉 贺磊 《光通信研究》 北大核心 2004年第5期68-70,共3页

文章介绍了有限元光束传输法(FE BPM)和完美匹配层法的结合,并用该法分析了不同折射率比和仰角的锥形线性波导,说明了这种方法的有效性和实用性.

关键词 光束传输法 有限元法 完美匹配层 广角光束传播 光波导分析 锥形线性波导

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基于MW-FDTD与树木精细模型的树林电波传播研究 被引量：1

9

作者 刘健明 陈鹏 +2 位作者 杨永钦 苏婷 迟阔 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期559-566,共8页

随着城市低空经济的提出和发展,对城市无线通信信道精细化建模仿真提出了更高的要求。特别是在无人机等应用场景中,城市树林环境对电波传播的影响不可忽略。本文首先提出了树木精细建模方法,相较于传统的树木近似建模方法,所提方法能够... 随着城市低空经济的提出和发展,对城市无线通信信道精细化建模仿真提出了更高的要求。特别是在无人机等应用场景中,城市树林环境对电波传播的影响不可忽略。本文首先提出了树木精细建模方法,相较于传统的树木近似建模方法,所提方法能够更精确地描述树木特征;其次,引入向量化滑动窗时域有限差分(moving window finite-difference time-domain,MW-FDTD)方法,提高了树林电波传播问题的计算效率;最后,针对两类典型城市植被环境,进行了树林电波传播测量,并将测量数据与数值仿真结果进行了对比。数据对比结果表明,与传统MW-FDTD相比,向量化MW-FDTD具有更高的计算效率;与树木近似模型相比,树木精细模型的仿真结果与实测数据的均方根误差更小。 展开更多

关键词 传播模型 时域有限差分(FDTD)法 滑动窗 树木模型 电波传播特性

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起伏层状介质中曲线网格有限差分法与射线法波场模拟对比研究 被引量：2

10

作者 杨尚倍 白超英 何雷宇 《地震学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期854-868,共15页

针对处理起伏地表(或含地下不规则波阻抗界面)条件下发展起来的地震波场数值模拟算法的模拟结果与解析解(大多数情形下无法得到)无法进行对比,且其有效性和正确性难以验证的情况,本文提出了一种可以相互验证波场数值模拟结果与射线追踪... 针对处理起伏地表(或含地下不规则波阻抗界面)条件下发展起来的地震波场数值模拟算法的模拟结果与解析解(大多数情形下无法得到)无法进行对比,且其有效性和正确性难以验证的情况,本文提出了一种可以相互验证波场数值模拟结果与射线追踪数值模拟结果的正确性和有效性的佐证方法,验证了参考射线追踪法.其中,波场数值模拟中采用曲线网格DRP/opt MacCormack有限差分法,射线追踪模拟则采用分区多步三角网格最短路径算法.通过系统对比上述两种方法得到的波场快照、单炮地震记录,以及合成理论地震图的结果显示,本方法相互作证了两种方法所得结果的正确性和有效性.双层和三层起伏层状模型的对比分析结果表明,这种方法不但可以加深理解地震波在复杂介质中的传播规律,同时射线法的引入为清晰识别和标定地震波场数值模拟中各种不同震相提供了一种便捷的途径. 展开更多

关键词 分区多步三角网格最短路径法 曲线网格有限差分法 地震波传播 数值模拟 起伏层状介质

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以改进的混合方法预测室外到室内的电波传播 被引量：7

11

作者 黄永明 吕英华 +2 位作者 徐立 张洪欣 冯晓俊 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期428-432,共5页

采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研... 采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研究了由室外到室内的电波传播预测,给出了计算结果和传播规律性。 展开更多

关键词 电波传播 理想匹配吸收层 衍射几何射线法 时域有限差分法 移动通信

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修正的光束传输法在阵列波导光栅中的应用 被引量：5

12

作者 刘辛 鲁平 刘德明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1015-1018,共4页

以亥姆赫兹方程为基础,对传统的有限差分光束传播法进行修正,提出一种修正后的新算法,将修正后的算法与传统算法进行了比较,并给出了用其计算阵列波导光栅中的传输光场的应用结果.通过比较计算结果和应用结果得出结论:修正后的算法可以... 以亥姆赫兹方程为基础,对传统的有限差分光束传播法进行修正,提出一种修正后的新算法,将修正后的算法与传统算法进行了比较,并给出了用其计算阵列波导光栅中的传输光场的应用结果.通过比较计算结果和应用结果得出结论:修正后的算法可以准确计算光波场,并提高了计算精确度,有一定实用价值. 展开更多

关键词 修正的有限差分光束传播法(MFD-BPM) 亥姆赫兹方程 阵列波导光栅(AWG)

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阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率 被引量：2

13

作者 刘志明 陈坤峰 +2 位作者 高业胜 史学舜 简水生 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期2146-2149,共4页

针对阵列波导光栅设计中自由传播区模式有效折射率的确定问题,提出了一种采用加权等效模式折射率作为自由传播区模式有效折射率的方法。通过引入慢变包络近似条件并采用吸收边界条件的一阶Galerkin有限元法,给出了阵列波导光栅自由传播... 针对阵列波导光栅设计中自由传播区模式有效折射率的确定问题,提出了一种采用加权等效模式折射率作为自由传播区模式有效折射率的方法。通过引入慢变包络近似条件并采用吸收边界条件的一阶Galerkin有限元法,给出了阵列波导光栅自由传播区仅含有磁场分量的全矢量波动方程组。在此基础上,基于三维全矢量束传播法对自由传播区光场进行了模式分析,并结合导模传输分析法,推导给出了加权等效模式折射率的表达式,为阵列波导光栅设计中自由传播区模式折射率的确定提供了一个理论依据。 展开更多

关键词 有限元 束传播法 导模传输分析法 阵列波导光栅

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BPMF-SRM混合法分析SOI脊形波导与光纤耦合 被引量：2

14

作者 刘敬伟 陈少武 余金中 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期222-225,共4页

摘用束传播 自由空间辐射模 (BPM F-SRM)混合法计算了SOI脊形波导和光纤耦合时的透射率,提出计算反射率的积分公式 将该混合法和一般FSRM、菲涅尔公式 重叠积分法的计算结果相比较,提出只有在弱导条件下,传统的菲涅尔公式法和重叠积分... 摘用束传播 自由空间辐射模 (BPM F-SRM)混合法计算了SOI脊形波导和光纤耦合时的透射率,提出计算反射率的积分公式 将该混合法和一般FSRM、菲涅尔公式 重叠积分法的计算结果相比较,提出只有在弱导条件下,传统的菲涅尔公式法和重叠积分法才可以同时使用. 展开更多

关键词 自由空间辐射模法 有限差分束传播法 SOI脊形波导 耦合 透射 反射

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新型1×N多模干涉分束器的三维设计与模拟 被引量：1

15

作者 周骏 赵峰 +2 位作者 高永锋 郑慧茹 贾振红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2037-2040,共4页

相比于传统的1×N对称型多模干涉(Mult-Mode Interference ,MMI)分束器设计,提出了一种新型埋入式弱限制光波导分束器件.它的干涉区及输入输出波导采用倒锥形式,器件尺寸减小,且不均匀性与附加损耗也减小.以1×4的对称型MMI分... 相比于传统的1×N对称型多模干涉(Mult-Mode Interference ,MMI)分束器设计,提出了一种新型埋入式弱限制光波导分束器件.它的干涉区及输入输出波导采用倒锥形式,器件尺寸减小,且不均匀性与附加损耗也减小.以1×4的对称型MMI分束器为例,当只对干涉区采用倒锥形结构后,在TE偏振中心波长为1 .55μm时,器件长度减小了500μm,均匀性增加了0.131 dB,而附加损耗仅增加了0 .02 dB,波长响应较传统设计增加了40 nm.在此基础上,又在输入输出臂上也各增加倒锥形结构后,相比于传统设计附加损耗减小了0 .02 dB,均匀性增加了0 .139 dB,器件长度减小了500μm.改进后的器件具有优越的容差性.器件采用掺氟型聚合物材料进行优化设计,通过在合理范围内偏离输出波导位置,使输出光强达到最大值. 展开更多

关键词 MMI分束器 有限差分束传播法 波导损耗

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多模光纤光栅中新型的光波传输分析法 被引量：1

16

作者 王云明 戴劲草 +1 位作者 张明德 孙小菡 《应用科学学报》 CAS CSCD 2004年第1期25-29,共5页

提出一种新型的分析多模光纤光栅的准三维时域有限差分束传播法(Q-3D-FDTD-BPM).在圆柱坐标系下将场在角向分量的解析式分离出来,使三维方程变为若干个二维方程求解,从而简化了三维离散化方程.同时使用综合道格拉斯(GD)法和交替隐向迭代... 提出一种新型的分析多模光纤光栅的准三维时域有限差分束传播法(Q-3D-FDTD-BPM).在圆柱坐标系下将场在角向分量的解析式分离出来,使三维方程变为若干个二维方程求解,从而简化了三维离散化方程.同时使用综合道格拉斯(GD)法和交替隐向迭代法(ADIM),获得比中心差分算子高两个数量级的空间离散精度.然后根据场强加权转换方案,加权综合各子方程解,从而得到多模光纤中三维场解.基于这种方法,模拟多模光纤光栅中场分布,得到与实验结果多模式特性基本一致的光栅传输光谱图. 展开更多

关键词 多模光纤光栅 光波传输 时域有限差分束传播法 综合道格拉斯法 交替隐向迭代法

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三维光波导器件设计中的多重网格法FD-BPM 被引量：2

17

作者 肖悦娱 林青春 何赛灵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期559-562,共4页

将一种高效的数值计算方法—多重网格法引入到三维有限差分波束传播法 (FD BPM)中 计算了均匀介质内定向高斯波在不同角度时的传播问题 ,并与解析法的结果进行了比较 最后计算了矩形波导的传播模式 ,并与交替方向迭代法BPM计算的结果... 将一种高效的数值计算方法—多重网格法引入到三维有限差分波束传播法 (FD BPM)中 计算了均匀介质内定向高斯波在不同角度时的传播问题 ,并与解析法的结果进行了比较 最后计算了矩形波导的传播模式 ,并与交替方向迭代法BPM计算的结果进行了比较 证实了此方法的可靠性 ,而且这种方法大大提高了广角三维FD BPM的计算速度 。 展开更多

关键词 三维光波导器件 设计 多重网格法 FD—BPM 数值计算 三维有限差分波束传播法 定向高斯波

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高压开关柜局部放电TEV信号传播衰减特性 被引量：14

18

作者 林奕夫 叶兆平 +2 位作者 刘冬晨 陈雪 郑书生 《电力工程技术》 北大核心 2023年第5期224-231,共8页

高灵敏度状态感知是实现设备数字化运维的关键环节,也是实现设备状态分析与全生命周期管理的重要前提。局部放电暂态地电压(transient earth voltage,TEV)检测是实现开关柜绝缘状态感知的主要手段,其检测灵敏度受到放电类型与部位、检... 高灵敏度状态感知是实现设备数字化运维的关键环节,也是实现设备状态分析与全生命周期管理的重要前提。局部放电暂态地电压(transient earth voltage,TEV)检测是实现开关柜绝缘状态感知的主要手段,其检测灵敏度受到放电类型与部位、检测位置的影响,目前缺乏系统研究。文中建立基于实测脉冲电流波形的时域有限差分法的电磁波仿真模型;分析局部放电脉冲电流波形上升沿时间、放电源位置及脉冲电流方向等因素对TEV幅值与衰减程度的影响;在实验室开展开关柜局部放电试验与TEV测量,得到影响TEV检测灵敏度的主要因素。结果表明,脉冲电流上升沿时间与放电源位置是影响开关柜局部放电信号幅值的主要因素。脉冲电流上升沿时间越长,TEV信号幅值越小,当2种脉冲电流波形上升沿时间相差10倍时,TEV幅值相差3.17~3.37倍;母排室局部放电的TEV衰减程度明显大于电缆室,前者衰减程度约为后者的9.5~10.0倍。该结论对检验TEV检测灵敏度具有参考价值。 展开更多

关键词 高压开关柜 局部放电 传播特性 时域有限差分(FDTD)法 脉冲电流 暂态地电压(TEV)

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光学仿真算法的CAD系统实现

19

作者 刘剑 孙玲玲 +1 位作者 卢山鹰 周磊 《机电工程》 CAS 2009年第4期59-62,共4页

随着光电子集成和各种平面波导器件的集成度、复杂度越来越高以及光器件的结构越来越精密,用解析的方法对器件进行分析和设计已经无法实现。为实现光学器件的良好设计,以有限差分光束传播法(FD-BPM)为仿真算法开发了光学芯片仿真软件,... 随着光电子集成和各种平面波导器件的集成度、复杂度越来越高以及光器件的结构越来越精密,用解析的方法对器件进行分析和设计已经无法实现。为实现光学器件的良好设计,以有限差分光束传播法(FD-BPM)为仿真算法开发了光学芯片仿真软件,实现了光波导器件的模拟仿真。由该仿真结果与Matlab仿真结果的对比可知,该仿真软件能达到显示波导状态的基本要求。 展开更多

关键词 有限差分光束传播法 光学仿真 折射率分布

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适用于针尖增强拉曼的银针尖物理制备方法研究

20

作者 祝敏豪 高思田 +3 位作者 黄鹭 胡佳成 孙晓爽 刘林伟 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第11期1398-1403,共6页

提出两种可适用于针尖增强拉曼光谱(TERS)系统的拉曼针尖及其物理制备方法,制备针尖分别为银与镀银针尖。基于时域有限差分法(FDTD)仿真,对4种不同中间层材料、无中间层材料的不同膜厚镀银针尖及不同针尖曲率的银针尖进行仿真研究,并对... 提出两种可适用于针尖增强拉曼光谱(TERS)系统的拉曼针尖及其物理制备方法,制备针尖分别为银与镀银针尖。基于时域有限差分法(FDTD)仿真,对4种不同中间层材料、无中间层材料的不同膜厚镀银针尖及不同针尖曲率的银针尖进行仿真研究,并对入射光与针尖夹角,针尖与样品间距对电磁场增强的影响进行了探究。结果显示:以钛、铜为中间层膜厚为45 nm的镀银针尖以及针尖曲率为55 nm的银针尖具有最佳的电磁场增强效果。入射光与针尖夹角为39.27°,针尖与样品间距小于1 nm时具有最佳的电磁场增强效果。基于仿真,采用磁控溅射成功制备以钛为中间层的镀银针尖,聚焦离子束(FIB)切割成功制备出银针尖。 展开更多

关键词 计量学 拉曼针尖 时域有限差分法 银针尖 聚焦离子束 物理制备法

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