二维TE波的CPML边界条件推导及模拟验证

利用时域有限差分(FDTD)方法对麦克斯韦方程进行展开,对二维TE波的卷积完美匹配层(CPML)条件进行了详细的阐述,在基于完美匹配层(PML)的基础上完整推导了二维TE波的CPML公式,该方法相对传统的完美匹配层(PML)具有更加良好的吸收效应,并且在计算中具有条件简洁、操作方便的优势,在数值模拟中CPML方法将会带来极大的便捷,并在试验中验证了CPML的良好吸收效果,所以对于CPML方法的研究具有十分重要的意义。

新型一维复合光栅的光学反射特性分析

利用严格耦合波分析法(RCWA)分别计算了TE入射、TM入射和锥形入射下不同占空比的复合光栅的反射率,分别从波长、光栅槽深度d和光栅周期等结构参数进行数值模拟。计算结果表明:周期为2 μm,光栅厚度为1 μm,占空比为f1、f2、f3的新型一维复合光栅结构反射达到了预期效果,符合初期对复合光栅的设想。对于光通信器件,波长为1.55 μm的复合光栅具有更好的信息保护和防丢失能力;光栅槽深度d为0.5 μm时,TE入射情况下的特定复合光栅的反射率收敛于78%;同一反射率下,复合光栅的光栅周期要比矩形光栅小,节约了实际成本,并且在TM入射情况下,复合光栅的反射率范围更广。对一维复合光栅反射特性的研究,优化了光通信器件对于信息的保护,使得反射率可以收敛于特定值,也为实际工艺提供了光栅设计和制作理论。