用三维并行时域有限差分算法研究光子晶体薄板W3波导传输特性 被引量：7

1

作者 朱志宏 叶卫民 +2 位作者 季家镕 袁晓东 曾淳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期815-818,共4页

构建了用于高性能并行计算的PC机群环境,将基于此机群环境的三维并行时域有限差分算法用于光子晶体薄板W3波导传输特性研究·性能分析表明:对于大规模问题,机群并行FDTD算法能够获得较理想的加速比·具体计算了W3波导的透射率... 构建了用于高性能并行计算的PC机群环境,将基于此机群环境的三维并行时域有限差分算法用于光子晶体薄板W3波导传输特性研究·性能分析表明:对于大规模问题,机群并行FDTD算法能够获得较理想的加速比·具体计算了W3波导的透射率频谱和光场分布·结果表明:光子晶体薄板W3波导能够实现光的三维约束,其导带中存在着微小禁带(mini-gap)· 展开更多

关键词 光子晶体 时域有限差分 并行计算 消息传递接口 W3波导

在线阅读 下载PDF 职称材料

倾斜各向异性地层中多分量电磁波测井响应三维时域有限差分(FDTD)算法 被引量：23

2

作者 杨守文 汪宏年 +1 位作者 陈桂波 姚东华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期833-841,共9页

利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的... 利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的时域递推公式,同时将面积加权平均与旋转矩阵技术相结合确定各个网格节点的等效电导率张量,此外,单轴各向异性吸收边界条什(UPML)被用于降低求解区域外边界反射.在此基础上.利用单频正弦磁偶源计算时域电磁场空间分布以及特殊的双方程算法(2E2U)从数值结果中快速提取电磁场幅度和相位,确定多分量电磁测井仪器的三维响应.最后.通过数值结果证明该算法的有效性,并系统考察不同层厚、地层倾角以及侵入带半径等变化对多分量电磁测井响应的影响. 展开更多

关键词 各向异性地层 3-D时域有限差分 多分量电磁波测井 时频变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

光学材料亚表面缺陷处强激光电磁场分布的3维模拟 被引量：8

3

作者 李莉 雷雨 +5 位作者 肖邵球 袁晓东 蒋晓东 郑万国 花金荣 祖小涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期936-938,共3页

利用时域有限差分法求解麦克斯韦旋度方程,研究了光学材料表面缺陷对入射激光场的调制作用,建立了亚表面缺陷的3维模型。以长方体表面缺陷为例,对缺陷附近的光场分布进行了3维数值计算,给出了电场强度3维分布图和缺陷不同尺寸时的最大... 利用时域有限差分法求解麦克斯韦旋度方程,研究了光学材料表面缺陷对入射激光场的调制作用,建立了亚表面缺陷的3维模型。以长方体表面缺陷为例,对缺陷附近的光场分布进行了3维数值计算,给出了电场强度3维分布图和缺陷不同尺寸时的最大电场强度。研究表明,相对于2维简化情况,3维表面缺陷对强激光电磁场的调制作用更加明显。 展开更多

关键词 激光损伤 亚表面缺陷 电磁场时域有限差分法 光场调制 3维模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于光子晶体1×3谐振腔滤波器的研究 被引量：1

4

作者 吴立恒 王明红 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期761-768,共8页

考虑到滤波器输入波导中入射电磁波和反射电磁波的相位差,通过CMT理论分析了不同设计情况下的工作性能,然后优化设计了光子晶体1×3谐振腔滤波器结构.用FDTD方法研究了滤波器工作特性,改变1×3谐振腔下侧调谐柱位置得到滤波器... 考虑到滤波器输入波导中入射电磁波和反射电磁波的相位差,通过CMT理论分析了不同设计情况下的工作性能,然后优化设计了光子晶体1×3谐振腔滤波器结构.用FDTD方法研究了滤波器工作特性,改变1×3谐振腔下侧调谐柱位置得到滤波器结构的96个不同通带峰值波长平均正规化传输率为89.6%,相邻峰值波长平均间隔为1.25nm、平均传输带宽为1.19nm、谐振腔平均品质因数为1350.2、提取的峰值波长调谐范围在1534.04～1653.16nm.结果表明:该滤波器具有正规化传输率高、带宽窄、波长信号提取强度平稳等特性.其结构在密集型波分解复用(DWDDM)系统设计、光信号传感器件设计、密集型光路集成化设计等领域具有潜在的应用价值. 展开更多

关键词 光子晶体1×3谐振腔 相位差 时域有限差分法 耦合模理论 密集型波分解复用 滤波器

在线阅读 下载PDF 职称材料

起伏地表下建筑物顶端雷电回击电磁场特性模拟研究

5

作者 张源源 宗文瑜 +2 位作者 孟繁辉 张其林 栾在茂 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期958-966,共9页

采用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法,分析研究起伏地表下建筑物顶端的雷电回击电磁场特征,给出了锥形山体上的建筑物对雷电回击电磁场的影响,并进一步对真实地形山顶建筑物的雷电回击电磁场的传播特性进行了仿真... 采用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法,分析研究起伏地表下建筑物顶端的雷电回击电磁场特征,给出了锥形山体上的建筑物对雷电回击电磁场的影响,并进一步对真实地形山顶建筑物的雷电回击电磁场的传播特性进行了仿真研究。结果表明:相比于平坦地表,锥形山体的角度和建筑物高度会对雷电回击电磁场产生影响。锥形山体角度越大,垂直电场和水平磁场的峰值越大,且垂直电场峰值呈线性增长,锥形山体引起的电场峰值与平坦地表的电场峰值比为4~8;山顶建筑物的高度越高,垂直电场波形的峰值越大,山顶建筑物高度引起的垂直电场峰值与山顶无建筑物时的垂直电场峰值的比值基本呈对数增长,高度小于100 m时,增幅为100%~150%;随着雷电回击通道与山体之间观测距离的增加,建筑物高度增加引起的垂直电场的峰值先增强再逐渐减弱。以青岛大涧山雷达塔为例的仿真结果表明,建筑物顶端的雷电回击垂直电场的峰值明显大于理想平坦地表的情况,且其峰值增大了3.8倍,但是对水平磁场影响非常小。 展开更多

关键词 二维时域有限差分(2d-fdtd) 雷电电磁场 锥形山体 起伏山体地形 高耸建筑物

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光诱导光学材料后表面损伤的数值模拟 被引量：7

6

作者 花金荣 祖小涛 +3 位作者 李莉 袁晓东 郑万国 蒋晓东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期919-922,共4页

采用3维时域有限差分方法和完全匹配吸收层,模拟了长方体缺陷在熔石英前后表面时对入射激光为TM波的调制作用,绘出了截面上的电场强度分布及最大电场强度随熔石英深度变化的曲线,并进行了比较和分析。结果表明:缺陷在前表面上时,后表面... 采用3维时域有限差分方法和完全匹配吸收层,模拟了长方体缺陷在熔石英前后表面时对入射激光为TM波的调制作用,绘出了截面上的电场强度分布及最大电场强度随熔石英深度变化的曲线,并进行了比较和分析。结果表明:缺陷在前表面上时,后表面附近的最大电场强度2.52241V/m大于缺陷附近的1.95883V/m;缺陷在后表面上时,材料中的最大电场强度为2.79938V/m,且出现在后表面附近。无论该缺陷在前表面还是在后表面,最大电场强度都是出现在后表面附近,表明光学材料的后表面在一定程度上更容易被损伤。 展开更多

关键词 激光诱导损伤 熔石英 3维缺陷 表面损伤 时域有限差分法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于系统辨识的平面光波导谐振腔滤波器仿真实验研究

7

作者 蔡纯 肖金标 +1 位作者 张明德 孙小菡 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期667-671,共5页

分别用时域有限差分仿真算法和系统辨识算法对GaAl As/GaAs单环谐振腔滤波器的滤波特性进行了仿真计算并进行了对比.结果表明:两种算法获得的滤波器的滤波特性基本一致,系统辨识算法比时域有限差分算法可节省一定的计算时间.以仿真模拟... 分别用时域有限差分仿真算法和系统辨识算法对GaAl As/GaAs单环谐振腔滤波器的滤波特性进行了仿真计算并进行了对比.结果表明:两种算法获得的滤波器的滤波特性基本一致,系统辨识算法比时域有限差分算法可节省一定的计算时间.以仿真模拟为基础,设计、制作了GaAl As/GaAs平面光波导单环谐振腔滤波器.仿真计算的滤波器滤波特性与实际器件测试结果吻合较好,通带半宽约为13nm. 展开更多

关键词 光电子学 系统辨识(SI-system identification) 平面波导器件 时域有限差分(3d-fdtd) 光滤波器 谐振腔

在线阅读 下载PDF 职称材料

分层土壤结构下雷电感应过电压计算与分析 被引量：22

8

作者 汤霄 张其林 +2 位作者 李东帅 张亮 高金阁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期84-93,共10页

为研究雷电感应过电压的发展规律,为架空输电线路的防雷设计提供有价值的参考依据,开发了雷电感应过电压3维时域有限差分(3-D FDTD)算法。利用该算法,研究了不同分层土壤结构对架空输电线路雷电感应过电压的影响。对于水平分层土壤,当... 为研究雷电感应过电压的发展规律,为架空输电线路的防雷设计提供有价值的参考依据,开发了雷电感应过电压3维时域有限差分(3-D FDTD)算法。利用该算法,研究了不同分层土壤结构对架空输电线路雷电感应过电压的影响。对于水平分层土壤,当上层土壤电导率(0.001 S/m)明显小于下层(0.1 S/m)时,土壤等效阻抗变化带来的影响使感应过电压幅值与上层土壤厚度呈正相关;反之,感应过电压幅值则随上层厚度的增大急剧减小,厚度>2 m时其幅值几乎仅由上层土壤决定。对于垂直分层土壤,当雷电电磁场由高电导率土壤传播至低电导率土壤时,垂直分层结构对耦合电压的影响不容忽略;反之,若线路附近5 m以上区域存在高电导率土壤时,则不需考虑垂直分层结构的影响。综上,在架空输电线路雷电感应过电压计算中,需要根据实际情况决定是否考虑分层土壤结构(包括水平分层和垂直分层)的影响。 展开更多

关键词 架空配电线路 雷电电磁场 回击 雷电感应过电压 3维时域有限差分算法 分层土壤

在线阅读 下载PDF 职称材料

土壤非线性击穿效应对垂直接地体散流特性的影响 被引量：16

9

作者 陶玉郎 侯文豪 +4 位作者 张其林 王梦寒 陈隆 申元 冯建伟 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1689-1696,共8页

基于L-D(Liew and Darveniza)提出的土壤非线性击穿模型,利用Taku Noda和Yoshihiro Baba等分别提出的导体在无耗介质和有耗介质中的细导线处理方案,开发了一套三维时域有限差分(three dimension finite-difference timedomain,3-D FDTD... 基于L-D(Liew and Darveniza)提出的土壤非线性击穿模型,利用Taku Noda和Yoshihiro Baba等分别提出的导体在无耗介质和有耗介质中的细导线处理方案,开发了一套三维时域有限差分(three dimension finite-difference timedomain,3-D FDTD)算法,研究了在不同雷电流幅值和波形以及土壤低频电导率作用下,土壤非线性击穿效应对垂直接地体受土壤击穿影响的散流区域、冲击阻抗和暂态地电位升等参数的影响。结果表明,当土壤低频电导率为0.02 S/m和0.005 S/m时,垂直接地体横向散流半径分别约为0.5 m和1.2 m;接地极尖端部位的纵向散流区域分别约为0.3 m和0.9 m。此外,暂态地电位升的变化特性与注入的雷电流幅值和波头时间以及土壤低频电导率密切相关,但无论是否考虑土壤击穿效应,垂直接地极冲击阻抗最大值保持不变,仅决定于土壤低频电导率等相关土壤特性参数。工程上定义的冲击阻抗值仅表征了未考虑土壤击穿情况下的稳定阶段阻抗值,远小于文中计算的冲击阻抗最大值。 展开更多

关键词 垂直接地体 冲击特性 土壤非线性击穿 三维时域有限差分(3-D FDTD)算法 冲击阻抗

在线阅读 下载PDF 职称材料

复杂地形下架空线雷电感应过电压特性仿真研究 被引量：23

10

作者 张金波 彭晓宇 +3 位作者 王磊 梁仕斌 唐雅丽 张其林 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3708-3714,共7页

研究山区复杂地形对雷电感应过电压的影响,可为山区架空输配电线路的防雷设计提供理论参考。建立3维时域有限差分(3-DFDTD)算法模型,计算复杂山体地形下的雷击电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算架空线感应过电压。算法的准确性通过与国... 研究山区复杂地形对雷电感应过电压的影响,可为山区架空输配电线路的防雷设计提供理论参考。建立3维时域有限差分(3-DFDTD)算法模型,计算复杂山体地形下的雷击电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算架空线感应过电压。算法的准确性通过与国外相关研究结果的对比得以验证,并利用该算法对复杂地形下架空线雷电感应过电压特性进行了仿真研究。结果表明:感应过电压幅值明显受山体地形坡度的影响,与平坦地形相比,其幅值随山体坡度的增加而明显增大;架空线感应过电压幅值不仅与线路所在位置处的地形坡度有关,还受到其他地形坡度的影响,感应过电压幅值随山体陡度的增加而变大;以南京紫金山地形为例,模拟结果显示山区地形条件下的感应过电压明显大于理想平坦地面的情况,线路两端过电压幅值分别提高了51.4%和47.3%。 展开更多

关键词 Agrawal耦合模型 3维时域有限差分法 感应过电压 架空输配电线路 复杂山体地形

在线阅读 下载PDF 职称材料

光子晶体双波长电光调制和模分复用集成器件 被引量：2

11

作者 林佳淼 项彤 +1 位作者 陈鹤鸣 潘万乐 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期190-200,共11页

为了实现光电子器件小型化和多功能化,进一步提高信息传输容量和速度,提出了一种基于光子晶体双波长电光调制和模分复用的片上集成器件。该集成器件的电光调制模块由硅基光子晶体波导和两个L3型复合腔组成,模分复用模块由硅基非对称平... 为了实现光电子器件小型化和多功能化,进一步提高信息传输容量和速度,提出了一种基于光子晶体双波长电光调制和模分复用的片上集成器件。该集成器件的电光调制模块由硅基光子晶体波导和两个L3型复合腔组成,模分复用模块由硅基非对称平行纳米线波导组成,两个模块的连接处采用硅基光子晶体波导。采用L3型复合腔和PN掺杂结构实现两个波长TE_(0)模的调制,采用非对称定向耦合结构将两个波长的TE_(0)模转换为TE_(1)模。应用基于三维时域有限差分法(3D-Finite Difference Time Domain,3D-FDTD)的Lumerical软件进行仿真分析,结果表明,在调制电压为1.05 V时,该集成器件可以实现中心波长为1552.1 nm和1556.1 nm的TE_(0)模、TE_(1)模通断调制及两模式模分复用功能。该器件的消光比高达24.67 dB,调制深度均为0.99,插入损耗小于0.57 dB,信道串扰小于−34.68 dB,调制速率最低为17.54 GHz。该集成器件结构紧凑,可望应用于高速大容量光通信系统。 展开更多

关键词 光子晶体 双波长调制 时域有限差分法 模分复用 L3型复合谐振腔

在线阅读 下载PDF 职称材料