fdtd 方法计算二维光子晶体的透过普和场分布

资 源 简 介

fdtd 方法计算二维光子晶体的透过普和场分布

详 情 说 明

FDTD（时域有限差分）方法是计算电磁波在复杂介质中传播的重要数值方法。在二维光子晶体的研究中，该方法能够精确模拟光子带隙特性以及局域场的分布情况。

计算二维光子晶体透过谱时，FDTD方法需要设置周期性边界条件以模拟无限大晶体结构。在模拟区域两端添加完美匹配层吸收边界，避免非物理反射。通过注入宽带脉冲源，记录透射端的时域信号，再经傅里叶变换得到频域透过谱，可清晰观察到光子带隙对应的频率范围。

场分布的计算需要选择合适的频率点进行单频激励。通过实时记录电场或磁场分量在空间的分布，可以直观展现光子晶体的模式特性，如缺陷模的局域场增强效应或Bloch模式的周期性分布。FDTD的逐时间步进特性使其能捕捉电磁场的动态演化过程。

为提高计算效率，可采用并行计算技术或针对周期性结构使用空间谐波展开等优化方法。通过合理设置空间离散网格和时间步长，在保证数值稳定性的同时获得可靠结果。