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任意形状量子点的有限差分时域模拟
摘要： 利用有限差分时域（FDTD）方法计算了球形、圆柱形、金字塔形和锥形量子点的能量本征值。为此，通过虚时间变换将薛定谔方程转化为扩散方程，随后采用FDTD算法求解该方程。我们计算了这些量子点的四个最低能量本征值，并将模拟结果与解析解进行对比。结果表明模拟数据与解析解高度吻合，因此可采用FDTD方法精确求解薛定谔方程。
关键词： 有限差分时域法，量子点，能量本征值，薛定谔方程
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019年国际光电器件数值模拟会议(NUSOD) - 加拿大安大略省渥太华(2019.7.8-2019.7.12)] 2019年国际光电器件数值模拟会议(NUSOD) - 利用进化算法优化太阳能电池光学间隔层厚度的替代方法
摘要： 这项工作受到达尔文生物进化论（自然选择学说）的启发。我们提出采用遗传进化算法来优化太阳能电池中实现短路电流密度最大化的最佳厚度搜索。为使太阳能电池实现对入射光的最大吸收，需要对光学间隔层厚度进行优化。为获得最佳光学间隔层厚度，我们通过设置不同种群数量、迭代代数、变异概率、比特位数以及选择与交叉方法进行了多次模拟。初步实验表明，与暴力搜索法相比，引入进化算法能实现令人满意的精确搜索效果。关于充分发挥进化算法潜能的后续研究将在会议上展示。
关键词： 有限差分时域法、进化算法、有机太阳能电池、光学建模
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019年第三届电子与信息学趋势国际会议(ICOEI) - 印度蒂鲁内尔维利 (2019.4.23-2019.4.25)] 2019年第三届电子与信息学趋势国际会议(ICOEI) - 基于液体芯波导的微光机电系统结构综述
摘要： 一种采用液体芯波导（LCW）的集成光学技术具有实时生物医学应用价值。本文实现了不同结构的液体芯波导及其数学建模。通过有限差分本征模（FDE）数学模型模拟532nm波长下的ARROW（抗谐振反射光学波导），在完全TE偏振传输条件下获得0.047dB损耗及1.458715的有效折射率。
关键词： 液芯波导（LCW）、有效折射率、抗反射光波导（ARROW）、有限差分时域法（FDE）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）
更新于2025-09-11 14:15:04
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硅光子学在传感器与波导中的应用 || 基于硅波导的纳米光子电路马赫-曾德尔干涉仪(MZI)单元新方法
摘要： 在本章中，我们提出了一种仅基于单个4×4多模干涉(MMI)耦合器的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构新方案。我们在绝缘体上硅(SOI)平台上设计了这种新型MZI单元，并详细研究了基于定向耦合器和2×2 MMI耦合器的MZI结构。该新型MZI单元是光量子门、光计算和可重构处理器等光子应用的基本构建?？?。数值模拟表明，我们的方法具有结构紧凑、易于采用现有互补金属氧化物半导体(CMOS)电路制造的优点。
关键词： 多模干涉、有限差分时域法、定向耦合器、修正有效折射率法、多模波导、有限差分法、绝缘体上硅
更新于2025-09-11 14:15:04
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时分并行FDTD算法
摘要： 我们提出了一种新颖高效的有限差分时域方法并行算法，该方法将观测时段划分为任意数量子段，并将这些子段的计算任务分配至对应的计算机节点。该算法大致将计算时间缩减至传统算法的n分之一（n为并行计算的节点数），从而验证了其效率提升。
关键词： 有限差分复频域法、快速拉普拉斯逆变换、有限差分时域法、时分并行算法
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于隐式CNAD-FDTD算法的无条件稳定高阶PML实现
摘要： 提出了一种基于Crank-Nicolson近似解耦（CNAD）算法和双线性变换（BT）方法的高阶复频率偏移完全匹配层（CFS-PML）无条件稳定实现方案，用于终止有限差分时域（FDTD）网格。该方案不仅继承了CNAD算法降低计算时间的优势，还保持了传统FDTD算法的吸收性能特点。通过均匀自由空间和有耗FDTD域两个算例验证了所提方案的有效性。结果表明：相较于传统FDTD方法，该方案能突破Courant-Friedrich-Levy条件限制；相比一阶PML实现，其吸收性能得到进一步提升。
关键词： 有限差分时域法（FDTD）、双线性变换法（BT）、克兰克-尼科尔森近似解耦法（CNAD）、复频移完全匹配层（CFS-PML）
更新于2025-09-04 15:30:14