【摘要】：為了克服時域有限差分算法中卷積完全匹配層對消逝波吸收效果差的缺點,提出一種在卷積完全匹配層后添加特殊吸收層的方法.在不增加物體與吸收層內層距離的情況下,通過調節(jié)特殊吸收層中兩個衰減因子,使其為常數,并令吸收因子逐層從1增加到10,來增強吸收層對消逝波的吸收性能.平面波垂直入射到單層光子晶體的算例表明,添加了特殊吸收層的吸收邊界在與散射體相距5個網格的情況下仍能夠保持計算結果收斂,而傳統(tǒng)的吸收邊界則需要相距80個網格才能保證結果收斂,說明該方法提高了對消逝波的吸收性能.進一步在結構中采用此吸收邊界來計算多層光子晶體的傳輸特性曲線,并將其與常規(guī)方法計算所得結果做比較,兩種結果吻合較好.數值算例驗證了該方法的有效性和正確性.
[Abstract]:In order to overcome the disadvantage of convolutional perfectly matched layer in finite-difference time-domain (FDTD) algorithm, a method of adding special absorption layer after convolution perfectly matched layer is proposed. Without increasing the distance between the object and the inner layer of the absorption layer, by adjusting two attenuation factors in the special absorption layer to make them constant, and increasing the absorption factor from 1 to 10, the absorption performance of the absorption layer to the evanescent wave is enhanced. An example of plane wave incident vertically to a single-layer photonic crystal shows that the absorbing boundary with a special absorption layer can keep the convergence of the calculation results even if the absorption boundary is 5 grids apart from the scatterer. The traditional absorbing boundary needs 80 meshes to ensure the convergence of the results, which shows that the proposed method improves the absorption performance of evanescent waves. Furthermore, the absorption boundary is used to calculate the transmission characteristic curve of multilayer photonic crystal, and the results are compared with those obtained by conventional method. The two results are in good agreement with each other. Numerical examples show the validity and correctness of the method.
【作者單位】： 安徽大學電子信息工程學院計算智能與信號處理教育部重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(No.61601166) 安徽自然科學基金(No.KJ2015A202) 安徽高校自然科學研究重大項目(Nos.KJ2017ZD51,KJ2017ZD02)資助~~
【分類號】：O411

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本文編號：2182455