文章应用平面波法和时域有限差分法研究了二维太赫兹光子晶体TM模能带结构。研究发现,当晶格常数a=100×10-6m,介质柱半径R=0.3a时,可以得到TM模式下THz波段的最佳能带结构。此研究结果对高速率、超宽带THz通信系统的发展具有重要的指导意义,为太赫兹波器件的开发提供重要理论依据。
作者:王权岱; 梁民; 程林凯; 杨明顺; 李鹏阳; 李言 期刊:《光子学报》 2020年第01期
为了探明约束成型室基底微观孔隙特征对固化光源传播特性的影响规律,从而对光固化成型精度进行分析和预测,采用时域有限差分软件对成型室约束基底引入微孔特征条件下的透光性及在固化区光能量分布特性进行了数值模拟,并通过实验对模拟结果进行了验证.结果表明,约束基底引入微孔的形状、尺寸以及周期等微观几何特征影响基底的透光性及其透过基底在成型区的光强分布;相对于基底微孔形状,其尺寸和周期的影响更显著,减小微孔尺寸和周期...
作者:刘仁臣; 陆静; 李昂; 丁娟; 全薇 期刊:《光子学报》 2020年第01期
研究了背电极金属Al膜上二维ZnO:Al光栅的制备及其反射光谱特性.在厚度为300 nm的Al膜上溅射80 nm ZnO:Al薄膜,旋涂AZ5206光刻胶,用波长为325 nm的激光进行光刻制作光栅掩模.采用溶脱-剥离法在Al衬底上制备周期(624~1250 nm)和槽深(100~300 nm)可独立调控的ZnO:Al二维光栅.表面形貌采用原子力显微镜和扫描电镜观察,反射光谱用带积分球的分光光度计测试,双向反射分布函数用散射仪测量.结果表明,300 nm Al膜上织构二维ZnO:Al光栅背电...
作者:肖功利; 戴心玥; 杨秀华; 杨宏艳; 窦婉滢; 徐俊林; 韦清臣; 李海鸥; 傅涛; 孙堂友 期刊:《光学与光电技术》 2019年第06期
提出了一种基于光纤端面金属正六边形晶格圆孔阵列-二氧化硅结构,该结构的表面等离激元耦合作用受到其法布里-珀罗腔的加强,获得了较好的光谱传输特性。采用时域有限差分法对该结构进行数值仿真,研究了正六边形晶格圆孔阵列结构中圆孔直径和阵列周期等参数对反射光谱的影响,并分析了基于该现象的折射率传感特性。仿真结果表明:当金属厚度、圆孔直径和阵列周期分别为100 nm、200 nm和530 nm时,该结构展现出较好的反射特性。并在此基...
为了研究开关柜中局部放电产生的电磁波特性分布,基于有限元差分法理论,利用三维全波电磁仿真软件XFDTD对最易发生故障的电缆室进行仿真分析。分析结果表明局部放电引起的电磁波以球面波的形式向四周传播,由电磁波感应生成的电场强度在柜门缝隙处最强,呈现出衰减振荡的波形,同时检测的感应电压与电场强度波形相似,考虑到实际传感器的差异性,提出感应电压的归一化处理,通过多点检测有效地实现了局部放电的定位。
作者:吕昊; 李超; 刘成; 奚啸天 期刊:《造船技术》 2019年第06期
为研究船舶雷达照射条件下的人体电磁生物效应,建立人体三维模型,利用FEKO软件中的时域有限差分法进行数值模拟。计算结果表明:在船舶雷达波照射下,越靠近皮肤表面,人体各部位的电场强度、磁通密度和电磁波吸收比值(Specific Absorption Rate,SAR)越大;就人体不同部位而言,四肢部位电场强度较大,腹部磁通密度较大,头部SAR值较大;在25 V/m雷达波照射下,人体各部位的SAR值随频率升高而略有提升。
作者:王振坤; 顾祥龙; 曹锐 期刊:《强激光与粒子束》 2019年第11期
利用物理光学法计算了高功率微波在建筑物内的耦合场分布。根据建筑物墙壁和窗户的透射率可以得到墙壁内侧的透射场,将它代入到矢量衍射公式中直接计算出在整个建筑物内的透射场;根据建筑物地面的反射率得到地板表面的反射场,将它代入到矢量衍射公式中可计算出整个建筑物内的反射场;对透射场与反射场进行矢量相加,得到叠加场。将本文方法得到的场分布情况和时域有限差分法得到的场分布进行比较,二者结果一致。物理光学法的优点在于...
作者:孟庆鹏; 刘世界; 李春来; 王建宇 期刊:《半导体光电》 2019年第05期
由于热红外高光谱成像仪的狭缝宽度与成像波长在同一量级,光在其内部传播时能量发生损失而不能全部被探测器像元接收,因此基于几何光学的计算像元能量的方法已不再适用。为了探究能量损失情况,采用时域有限差分方法计算了热红外高光谱成像仪中光聚焦入射狭缝前表面时狭缝后光强的分布,并利用瑞利-索末菲矢量衍射理论得到了远场光强分布,从而分析了不同狭缝宽度、狭缝厚度时能量的损失情况,并搭建了实验装置进行验证。结果表明,随着...
作者:陈伟军; 梁启文; 龙世瑜 期刊:《现代工业经济和信息化》 2019年第11期
对基于加权Laguerre多项式的高阶时域有限差分法进行了理论的数值色散分析,并尝试以此作为本科生的毕业设计。该方法通过引入平面波谐波分量,推导出二维案例的数值色散关系,数值相速度与波的传播方向、网格离散和时间尺度因子有关,对于固定的数值相速度误差,合适的采样点密度和时间尺度因子可以确定。通过数值实验比较,相比低阶加权Laguerre多项式的时域有限差分法(WLP-FDTD),高阶算法具有更好的数值色散特性。
作者:周扬; 胡圣波 期刊:《计算机仿真》 2019年第10期
针对包括海上环境在内的空变环境电波传输可视化研究问题,为提高空变环境电磁传播计算速度与精度,提出了一种加速优化的空变电磁环境FDTD算法,结合空变折射率模型推导出空变电磁传播FDTD方法,通过对FDTD方法的并行计算结构以及计算内存进行优化,实现空变环境电磁传播的加速计算.同时,为了可视化输出的需要,将计算结果绑定至VBO.实验表明,提出的方法保证了空变环境电磁传播计算精度,计算速度得到大幅度的提升,为加速空变电磁环境的...
作者:欧洋; 高文利; 李洋; 王宇航 期刊:《地球物理学报》 2019年第10期
为了避免使用不合理初始辐射场强和方向性因子带来的误差,研究了估计辐射参数的井间电磁波层析成像技术.通过时域有限差分法模拟表明,天线长度与波长的比值、钻孔充填情况、钻孔周围介质的物性均会影响偶极天线的初始辐射场强或方向性因子;为此结合已知的分层资料,将它们设为未知参数,并设定初始辐射场强与发射点位置相关,方向性因子随射线角度而变化;采用正则化反演方法,由钻孔资料建立了模型方差目标函数,使得反演结果与钻遇的地...
作者:伍振海; 孙颖; 黄睿; 唐斌; 张强 期刊:《考试周刊》 2015年第52期
计算机仿真实验在科研与教学中具有重要地位。目前的光子晶体仿真大多采用商业软件。本文提出在科研与教学中使用开源软件进行光子晶体仿真。开源软件具有开源、免费的优点,使用开源软件进行仿真可以在节约经费的情况下培养学生的仿真实验能力,还可以开阔学生视野。
作者:黄重庆; 刘靖; 安伟科 期刊:《湖南理工学院学报·自然科学版》 2005年第03期
时域有限差分法(FDTD)在电磁场数值计算中占有重要的地位.但是,由于时域有限差分法只是原Maxwell旋度方程的一种近似,当在计算机的存储空间对电磁波的传播进行模拟时,即使是在非均匀介质中也会出现色散现象,且电磁波的相速度随波长、传播方向及变量离散化的情况而发生变化.受计算机存储空间和计算速度的限制及色散机理的多样性和复杂性,少有文献对此进行精确定量的数值分析.本文通过对平面光波导在不同时间步长和空间步长时光场分...
微谐振腔模式特性研究是利用微腔研制新型光电器件的基础.为了研制出能采用平面工艺制作的定向输出的微腔激光器,文章采用解析和数值模拟方法深入研究了正三角形及正方形光学微腔的模式特性,并得到与数值模拟结果符合非常好的解析场分布及模式波长.对正方形光学微腔,把模式组合成满足正方形对称性的场分布,发现其类WG模式只存在品质因子比它小一个数量级以上的偶然简并模式,因此正方形微腔有利于实现真正的单模工作.
作者:张志伟 期刊:《信息技术与网络安全》 2011年第09期
针对高速电路设计中IBIS模型仿真精度较差问题,将时域有限差分算法与IBIS模型相结合。通过实验对高速PCB设计中常见的结构(完整接地面、狭缝和过孔)进行了信号完整性分析,结合时域有限差分法改进的波形、speed2000仿真波形与实际测量的波形三者之间的比较,结果表明该修正算法可以显著提高仿真模型的准确度,达到提高设计成功率,缩短研发周期,降低成本的功效。
作者:陈淑文; 吴评 期刊:《量子光学学报》 2009年第04期
依据自映像原理,设计了一种基于三角晶格光子晶体多模波导的1×2分束器。采用时域有限差分法模拟了光波在分束器中的传播行为,并计算了分束器的传输效率。结果表明,仅仅通过改变多模波导与输出波导联结处的介质柱的位置对结构进行优化,便可大大提高分束器在工作点频率处的传输效率和带宽,其多模耦合区的长度可低至3.1μm。因而本文所设计的分束器具有更小的器件尺寸和更高的传输效率,易于大规模集成的实现,在未来的集成光路...
作者:赵健东; 张文梅; 薛文瑞 期刊:《量子光学学报》 2009年第01期
提出了一种复合四边形空气孔格点光子晶体光纤,其包层是由两种不同大小的空气孔组合而构成的。利用时域有限差分法(FDTD)对其色散特性进行了分析。结果表明,通过调节包层中两种不同尺寸的空气孔的大小以及孔间距这三个参量,可以得到不同水平的平坦色散曲线,甚至超平坦的色散曲线。
作者:武劲青; 薛文瑞; 周国生 期刊:《量子光学学报》 2005年第04期
运用时域有限差分法计算了方形和三角形格点分布的渐变微结构光纤的色散曲线,并对它们的色散特性进行了比较.结果表明:这两种渐变微结构光纤的色散对最内层空气孔的直径的依赖性都比较高;在孔间距为2.0 μm~3.0 μm范围内,不同参数条件下,方形格点分布的渐变微结构光纤的色散曲线比较相似,空气孔间距、最内层空气孔的直径和直径递增量对它影响较小,且能在比较宽的波长范围(1.2 μm~1.8 μm)内保持平坦;而三角形格点分布的渐变微结构...
作者:赵健东; 辛洁 期刊:《量子光学学报》 2012年第02期
太赫兹(thz)波是指频率介于0.1 thz~10 thz范围内的电磁波,即介于毫米波与红外线之间,太赫兹波有很多优越的特性,在国防、航天、医学等领域具有潜在的应用价值.本文设计了一种渐变的空气孔thz波光子晶体光纤,其包层由周期分布的渐变空气孔构成,芯区是去掉一个空气孔形成的缺陷.采用带有良匹配层(apml)吸收边界的全矢量时域有限差分法(finite-difference time-domain,fdtd)对其色散特性进行了数值分析,计算结果表明这种渐变空气孔...
作者:江洁; 吴昊; 李团结 期刊:《数码设计》 2017年第06期
近年来对在高频大功率情况下产生的无源互调(Passive Inter-modulation,PIM)干扰研究引起人们广泛关注。首先,详细讨论了PIM产生的非线性机理、分析接触非线性产生PIM的时域物理光学法和等效电路法、分析材料非线性产生PIM的时域有限差分法,并给出了数值仿真算例。然后,介绍了PIM功率电平的测量方法和抑制措施。最后,总结了PIM研究中的重点和难点问题。