隨著計算電磁學的發(fā)展,頻域有限差分方法（Finite-Difference Finite-Domain Method,FDFD）作為一種傳統(tǒng)的頻域數(shù)值方法備受關注。在所有的電磁場數(shù)值方法中,FDFD方法應該是最容易理解的方法。在處理諧振問題、求解單頻點問題、處理色散媒質問題、處理周期結構斜入射問題上有很大優(yōu)勢。由于矩陣求解的復雜度,目前普遍研究二維FDFD方法。本文主要進行了基于二維FDFD方法的傳輸和散射研究。通過簡單介紹有限差分法的基本理論來推導出二維FDFD方程的矩陣形式,簡單研究了雙脊金屬矩形波導的模式特性問題來驗證有限差分法的可行性。在推導出二維FDFD方程的矩陣形式后,進一步進行了基于二維FDFD方法的傳輸和散射研究。傳輸研究主要包括通過二維FDFD方法仿真點源和平面波源的傳播情況以及對雙層金屬線柵寬帶偏振器的反射率和透射率的仿真。散射研究主要討論金屬圓柱和金屬扇形圓柱在總場/散射場平面波源激勵下的空間場強分布情況。論文的主要工作有:1.認真了解了有限差分方法的基礎理論,充分調研了FDFD方法的研究現(xiàn)狀,闡明了FDFD方法在求解特殊電磁問題下凸顯的算法優(yōu)勢。2.為了驗證有限... 

【文章來源】：安徽大學安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 FDFD算法的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容與章節(jié)安排
第二章 頻域有限差分方法
    2.1 有限差分法的基本理論
    2.2 數(shù)值算例
    2.3 頻域有限差分法的基本理論
        2.3.1 光學結構離散網(wǎng)格的表示
        2.3.2 麥克斯韋方程組及其頻域形式
        2.3.3 FDFD基本方程
        2.3.4 完全匹配層吸收邊界條件
        2.3.5 FDFD方程矩陣形式
        2.3.6 激勵源的合并
    2.4 本章小結
第三章 源的傳播與結構散射的研究
    3.1 引言
    3.2 源的傳播的二維場可視化
        3.2.1 點源的傳播
        3.2.2 平面波源的傳播
    3.3 結構散射的二維場可視化
        3.3.1 金屬圓柱體的散射
        3.3.2 金屬扇形圓柱體的散射
    3.4 本章小結
第四章 雙層金屬線柵寬帶偏振器的仿真
    4.1 引言
    4.2 雙層金屬線柵偏振器的基本理論
        4.2.1 簡單金屬線柵偏振器的結構
        4.2.2 雙層金屬線柵偏振器的結構
        4.2.3 雙層金屬線柵偏振器的光學特性
    4.3 周期結構的衍射
    4.4 雙層金屬線柵寬帶偏振器的反射率和透射率研究
        4.4.1 垂直入射下的反射率和透射率研究
        4.4.2 斜入射下的反射率和透射率研究
    4.5 本章小結
第五章 總結和展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]LWIR亞波長鋁/硒化鋅光柵偏振器設計[J]. 黃戰(zhàn)華,馬小青,朱攀,張亞男,蔡懷宇,張尹馨.  光電工程. 2017(07)
[2]含石墨烯臨界耦合諧振器的吸收特性研究[J]. 許杰,周麗,黃志祥,吳先良.  物理學報. 2015(23)
[3]雙脊金屬加載矩形波導的有限差分分析[J]. 曾令珂.  電子世界. 2014(09)
[4]單脊金屬加載矩形波導的有限差分法分析[J]. 陳小波.  廣西科學. 2010(03)
[5]帶有高折射率介質層的金屬光柵偏振器特性的研究[J]. 周云,申溯,葉燕,浦東林,陳林森.  光學學報. 2010(04)
[6]Polarization beam splitter based on dielectric periodic structure with different EFCs for two polarizations[J]. 張淵,蔣玉蓉,李夏,薛唯.  Chinese Optics Letters. 2008(10)

碩士論文
[1]二維非均勻介質中的自發(fā)輻射研究[D]. 任昊.安徽大學 2018
[2]基于FDFD方法的有機太陽能電池光電特性研究[D]. 程璐璐.安徽大學 2017
[3]脊波導和矩形波導傳輸特性分析[D]. 邵玉.合肥工業(yè)大學 2017
[4]周期結構FDFD算法的完全匹配層研究及其應用[D]. 許杰.安徽大學 2016
[5]基于FDFD方法的含石墨烯典型結構光電特性研究[D]. 周麗.安徽大學 2015



本文編號：3171852