"FDTD法与平面波展开法在光子禁带计算中的差异分析" 本文主要探讨了两种常用的光子晶体禁带计算方法——时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)和平面波展开法(Plane Wave Expansion, PWE),并以二维光子晶体为研究对象,分析了这两种方法在计算光子禁带时的差异及产生的原因。 时域有限差分法是一种数值模拟方法,适用于解决时间域内的波动问题。在光子晶体的计算中,FDTD通过在空间和时间上离散化麦克斯韦方程,逐步更新每个网格点上的电磁场信息,以此来追踪光子在晶体中的传播行为。这种方法直观且灵活,可以处理复杂结构,但计算量大,对边界条件的处理较为关键,可能会引入误差。 平面波展开法则是基于频域的解析方法,它假设电磁场由多个平面波组成,并将这些平面波的叠加满足麦克斯韦方程。通过解本征值问题找出满足条件的频率,这些频率即为光子的禁带。PWE法对于对称性和周期性结构的分析有优势,计算效率相对较高,但可能无法准确处理非周期或非对称结构。 在具体对比分析中,以六边晶格的二维光子晶体为例,计算了两种方法下的光子禁带。发现虽然两种方法计算结果存在差异,但也有一定的公共区域,这表明两种方法在一定程度上是互补的。FDTD法可能更能反映实际传播过程,而PWE法则更擅长于理论分析。差异产生的主要原因在于FDTD是时域方法,考虑了动态过程,而PWE是频域方法,侧重静态特性。 虚假禁带是指由于数值误差或模型简化导致的不真实禁带,这两种方法都可能出现这种情况。FDTD可能会因为网格分辨率不足或边界条件处理不当引入虚假禁带,而PWE可能因平面波基底选择不足或近似处理导致虚假结果。 结合两种方法的优点,可以提高光子晶体设计的精度和合理性。例如,FDTD可用于验证PWE的计算结果,或者PWE可以为FDTD提供初始条件和边界条件的参考。通过这样的综合应用,可以更准确地理解和预测光子晶体的光学性质,对光子晶体的优化设计具有重要意义。 关键词:光子晶体,时域有限差分法,平面波展开法,虚假禁带 中图分类号:物理学>>光学>>光子学 文献标识码:A
- 粉丝: 0
- 资源: 1
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- ExtJS 2.0 入门教程与开发指南
- 基于TMS320F2812的能量回馈调速系统设计
- SIP协议详解:RFC3261与即时消息RFC3428
- DM642与CMOS图像传感器接口设计与实现
- Windows Embedded CE6.0安装与开发环境搭建指南
- Eclipse插件开发入门与实践指南
- IEEE 802.16-2004标准详解:固定无线宽带WiMax技术
- AIX平台上的数据库性能优化实战
- ESXi 4.1全面配置教程:从网络到安全与实用工具详解
- VMware ESXi Installable与vCenter Server 4.1 安装步骤详解
- TI MSP430超低功耗单片机选型与应用指南
- DOS环境下的DEBUG调试工具详细指南
- VMware vCenter Converter 4.2 安装与管理实战指南
- HP QTP与QC结合构建业务组件自动化测试框架
- JsEclipse安装配置全攻略
- Daubechies小波构造及MATLAB实现