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基于混合PSTD—FDTD方法的液晶光学特性模拟
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:O753.2[理学—晶体学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(60878048)
中文摘要:

对比分析了时域有限差分法(FDTD)和伪谱时域法(PSTD)的特点,并根据液晶盒的薄板结构特征提出了混合PSTD-FDTD的方法来模拟光在液晶中的传播。该方法在具有较小厚度和精细结构的液晶盒厚度方向上采用FDTD方法,而在具有大表面和相对较平滑内部介质的玻璃基板平面方向上采用PSTD方法。充分利用了FDTD方法适合求解具有精细结构的电小问题,而PSTD方法适合求解具有平缓内部介质的电大问题的特点。利用混合PSTD-FDTD和FDTD方法对开态下相同扭曲向列相液晶像素中光传播100fs的分析结果表明,两种方法获得的透射率最大偏差小于3.3%。PSTD方法的使用减少了FDTD方法对内存的需求和计算时间,同时还保留了FDTD方法的精度。

英文摘要:

A comparative study of finite-difference time-domain (FDTD) and pseudospectral time-domain (PSTD) methods was performed, and a hybrid PSTD-FDTD method was proposed to simulate the propagation of light through liquid crystals according to the characteristics of thin plate structure of liquid crystal cells. The FDTD method was applied in the direction of the cell with a small thickness and fine structures, while the PSTD method was applied in the direction of the glass substrate surface with a large size and smooth internal media, which would take advantage of the characteristics that the FDTD method was suitable for the modelling of an electrically small problem with fine structural details, while the PSTD method was suitable for the modelling of an electrically large problem with smooth internal media. Both the hybrid PSTD-FDTD and FDTD methods were used to simulate the propagation of light through the same twisted nematic liquid crystal pixel in on state for 100 fs, and the maximum deviation of the transmittance obtained using both methods was less than 3.3%. The application of hybrid method reduced the memory capacity and computational time required for the FDTD method while the accuracy of FDTD method was preserved.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466