1D FDTD simulation between free space and dielectric medium with absorbing bound...

资 源 简 介

1D FDTD simulation between free space and dielectric medium with absorbing bound...

详 情 说 明

1D FDTD（时域有限差分）方法是计算电磁波传播的经典数值技术。在自由空间与介质分界面的仿真中，关键在于处理好波在界面处的反射和透射行为。

吸收边界条件（如PML）的引入能有效抑制人工反射，使仿真更接近真实开放空间。具体实现时需要在计算区域边缘设置逐渐增加损耗的层，让传播到边界的波自然衰减。

电场傅里叶变换的计算需注意采样间隔要符合奈奎斯特准则。通过时间序列的FFT分析，我们可以获得频域响应，这对研究介质中的色散特性特别有用。典型流程包括：时间步进更新场值→在观测点记录电场时域数据→对完整时程数据执行FFT。

介质界面处理需要特别注意连续条件的满足。在分界面处，电磁场的更新方程需引入介电常数突变的修正项，通常采用平均介电常数的方法来保证数值稳定性。

这种仿真对于理解波导传输、光子晶体等器件的频响特性具有重要价值。通过调整介质参数，可以直观观察到截止频率、模式耦合等物理现象。