基于FDTD算法的环状蝶式双模滤波器

文章采用时域有限差分法(FDTD),对工作于2.4 GHz的环状蝶式双模滤波器进行了模拟分析和优化设计;通过不断改变微扰金属贴片的尺寸优化得到环状蝶式双模滤波器的中心频率为2.4 GHz,插入损耗和回波损耗能很好地满足无线局域网系统的应用要求,同时环状蝶式双模滤波器的几何尺寸比传统的由其他谐振器构成的微带滤波器的几何尺寸减小了40%以上;为了进一步的优化,采用四极微带双模谐振器来设计滤波器,滤波器由通带向到阻带的过渡十分陡峭,具有更加优异的选频特性。     

用FDTD法分析各向异性介质填充矩形波导的截止特性

给出用时域有限差分(FDTD)法分析各向异性介质填充波导问题的差分格式,实例计算了磁各向异性介质完全填充矩形波导TE模各模式的截止波数,计算结果与理论值吻合较好;分析了磁各向异性介质和电各向异性介质填充对矩形波导TE模和TM模主模归一化截止波数的影响。     

微尺度重掺杂硅光栅波长选择性吸收率的数值研究

利用时域有限差分法对中红外波段微尺度重掺杂硅简易光栅和复杂光栅的光谱吸收率进行数值模拟,验证重掺杂硅复杂光栅作为波长选择性吸收表面的可行性.计算结果表明;对于简易光栅,不同填充比条件下的光谱吸收率曲线均存在峰值,其中填充比为0.4的吸收率峰值远高于填充比为0.1的峰值;随着光栅周期的增大,吸收率峰值位置向长波长波段移动;当掺杂浓度增加时,吸收率峰值位置移向短波长波段并且半峰全宽值有所减小.对于复杂光栅,与简易光栅相比虽然吸收率峰值有所降低,但其半峰全宽明显比简易光栅的大,主要来源于表面等离子体激元的激发.作为波长选择性吸收表面,复杂光栅表现出比简易光栅更优良的性能.     

一种高效的色散介质通用时域有限差分方法

提出一种改进的色散介质通用半解析递归卷积时域有限差分(SARC-FDTD)方法;该方法在保持原算法高精度、高稳定性、使用简便等优点的基础上,进一步简化了时域更新公式,以更少的计算量和内存占用,实现了原算法的计算精度。同时,算法的适用范围进一步被扩展到极点-留数(PR)和临界点(CP)模型。最后,将算法应用于高阶Debye、Lorentz以及DrudeCP介质中的反射特性研究,验证了其有效性。     

金纳米颗粒的摄入对细胞光学性质影响的数值仿真

采用时域有限差分法(FDTD)方法计算了细胞摄入金纳米颗粒后的消光光谱,并对金纳米颗粒在细胞中3种不同的分布做了比较:金纳米颗粒均匀分布细胞膜上;金纳米颗粒在细胞质内均匀分布,不存在于细胞核中;金纳米颗粒在整个细胞中均匀分布.分析结果表明,由于金纳米颗粒的等离子共振效应,细胞在可见光区域的散射截面产生增强,并且其消光光谱的峰形和消光峰的位置也发生相应的变化,这种变化依赖于金纳米颗粒在细胞内的分布情况.当金纳米颗粒在细胞膜上均匀分布的时候,细胞的消光光谱的峰值最大,而另外2种情况则形成较宽的消光峰.计算结果有助进一步理解纳米颗粒在细胞内的扩散或生长的过程.     

频域有限差分法在二维周期导波结构中的应用

提出了一种计算二维周期导波结构的频域有限差分(FDFD)法。在电场边界和磁场边界上同时使用Flo-quet定理,从而将计算域限制在一个周期结构内,并且导波结构侧面可引入吸收边界条件,保证了计算精度.通过计算矩阵的本征值获得传播常数,而无需求解关于传播常数的高阶超越方程,极大地提高了计算速度。     

一种采用边界检测的自适应区域分解时域有限差分方法

提出了一种采用边界检测的自适应区域分解时域有限差分(FDTD)方法:将待解问题分解为若干独立的子区域;在各个子区域之间通过连接边界条件,进行自适应检测;当检测到波传播至检测边界上时,相应子区域被激活,并进行传统的FDTD迭代计算,否则,该子区域将不参与场值迭代.通过这样一种边界检测信息传递方案,把各个子区域联系起来,获得原问题的解.实际仿真结果表明,这种方法在解决复杂问题和加快计算时间方面是有效的.