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基于时域有限差分算法改进卷积完全匹配层的稳定性
  • ISSN号:1004-4213
  • 期刊名称:《光子学报》
  • 时间:0
  • 分类:O441.4[理学—电磁学;理学—物理]
  • 作者机构:安徽大学电子信息工程学院计算智能与信号处理教育部重点实验室,合肥230039
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.61601166);安徽自然科学基金(No.KJ2015A202);安徽高校自然科学研究重大项目(Nos.KJ2017ZD51,KJ2017ZD02)资助
中文摘要:

为了克服时域有限差分算法中卷积完全匹配层对消逝波吸收效果差的缺点,提出一种在卷积完全匹配层后添加特殊吸收层的方法.在不增加物体与吸收层内层距离的情况下,通过调节特殊吸收层中两个衰减因子,使其为常数,并令吸收因子逐层从1增加到10,来增强吸收层对消逝波的吸收性能.平面波垂直入射到单层光子晶体的算例表明,添加了特殊吸收层的吸收边界在与散射体相距5个网格的情况下仍能够保持计算结果收敛,而传统的吸收边界则需要相距80个网格才能保证结果收敛,说明该方法提高了对消逝波的吸收性能.进一步在结构中采用此吸收边界来计算多层光子晶体的传输特性曲线,并将其与常规方法计算所得结果做比较,两种结果吻合较好.数值算例验证了该方法的有效性和正确性.

英文摘要:

In order to overcome the convolutional perfectly matched layer′s shortcoming of the poor absorption effect on evanescent wave in the finite difference time domain algorithm,a method of adding special absorption layer after convolutional perfectly matched layer was proposed.Without increasing the distance between the object and the inner layer of the absorbent layer,the decay factors in the special absorption layer were adjusted to make them constants and the absorption factor was increased from 1 to 10 to enhance the absorption layer′s absorption performance to the evanescent wave.An example in which the plane wave is incident vertically to the single-layer photonic crystal shows that the absorption boundary with the addition of the special absorption layer can keep the convergence of the calculation result when the distance from the scatterer is 5 mesh,while the traditional absorption boundary is required to be separated by 80 grids to ensure the results converge.By using this absorption boundary in the structure,the transmission characteristic curve of the multilayer photonic crystal was calculated and compared with the result obtained by the conventional method,the results were in good agreement with each other.The numerical results show that the method is effective and correct.

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期刊信息
  • 《光子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 西安光机所
  • 主编:侯洵
  • 地址:西安市高新区新型工业园信息大道17号47分箱
  • 邮编:710119
  • 邮箱:photo@opt.cn
  • 电话:029-88887564
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4213
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1235/O4
  • 邮发代号:52-105
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,曾获中国光学学会先进期刊奖,中国科学院优秀期刊三等奖,陕西省国防期刊一等奖等
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:20700