强激光与粒子束
2022, 34(9): 095005
1 华东师范大学 物理系 生物物理研究所, 上海 200241
2 西北核技术研究所, 西安 710024
时域间断元方法是近年来电磁场计算领域的重要进展之一。将基函数的插值点和数值积分点重合的质量集中技术是降低该间断元方法质量矩阵存储开销和提高计算效率的重要手段。通过谐振腔、带通滤波器以及光子晶体内的电磁场等数值算例, 在四边形网格上比较了传统的质量集中算法和近来提出的 Weight-Adjust 算法之间的差异。计算结果表明, 尽管两种方法的存储量一样, 但Weight-Adjust 算法具有更高的精度。
间断伽辽金算法 Maxwell方程 质量集中 谱方法 discontinuous Galerkin method Maxwell equations mass-lumping spectral method 强激光与粒子束
2018, 30(2): 023004
1 太原理工大学 物理与光电工程学院
2 新型传感器与智能控制教育部重点实验室，太原 030024
采用平面波展开法分别模拟了空气背景下由介质圆柱和方柱构造的二维Archimedes (4，82)复式晶格光子晶体的能带结构，讨论了介质柱形状、折射率、填充比和旋转对称性等因素对完全光子禁带的影响.研究发现，当折射率在2.60到5.40之间时，介质圆柱和方柱构造的二维Archimedes (4，82)复式晶格光子晶体都出现了完全光子禁带.随着折射率的增大，最大完全禁带宽度并非随之增大而是存在峰值，介质圆柱型晶格在折射率为2.80时出现峰值;介质方柱型晶格在折射率为2.80和4.40两处出现峰值，且旋转介质方柱能够明显增大禁带宽度，同时存在最佳旋转角度.分析结果表明，在最大完全禁带处，折射率、填充比以及旋转角度等因素的变化对禁带特性的影响很小.
人工晶体 光子带隙 平面波展开法 光子晶体 Archimedes晶格 Maxwell方程 超材料 光子器件 光子集成技术 Synthetic crystals Photonic band gap Plane wave expansion method Photonic crystals Archimedes lattice Maxwell equations Metamaterials Photonic devices Photonic integration technology
用有限差分方法联立求解 Maxwell-Bloch方程时,发现2π光脉冲通过1维共振介质时的两个现象:当共振介质的偶极矩较大或共振粒子数密度较大时,2π脉冲波形会发生分裂,不再以孤子形式传播;峰面积符号相同、脉宽不同的两个2π脉冲传播时,脉宽小的脉冲将赶上脉宽大的脉冲,赶超过程中光电场大小的变化不明显,而峰面积符号相反、脉宽不同的脉冲在赶超过程中会引起光场的叠加而形成光电场峰值高、脉宽小的脉冲,因而可以通过控制两脉冲的相对脉宽或相对距离,在介质的指定位置产生高峰值的光场.
有限差分法 Maxwell 方程 Bloch方程 孤子 偶极矩
1 华南师范大学化学系,广东,广州,510631
2 中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东,广州,510275
用有限差分方法求解Maxwell和Bloch的联立方程,计算得到共振介质中超短光传播的时空特性.结果表明,在考虑空间效应时,峰面积为2π的超短光脉冲不再以孤子的形式传播,光场的形状将发生变化,变形的程度和光与物质相互作用的强度有关:强度较小时,光场包络在时间和空间两方面都展宽;强度较大时,则发生分裂.光与物质相互作用的强度与光场大小、光场频率、偶极矩、失谐以及共振粒子浓度等因素有关.
有限差分方法 Maxwell方程 Bloch方程 孤子 Definite differential method Maxwell equation Bloch equation Soliton
