一种综合处理光栅矢量衍射的新方法

理论上将Waterman -Rayleigh方法 (WRM) ,傅立叶模方法 (FMM)和坐标变换法 (CM)巧妙结合 ,吸收了三者各自处理多分层光栅的优点 ,摒弃了各自的缺点 ,简化了理论推导。采用WRM方法的形式来表示电磁场 ,以便省去对本征值和本征矢的数值计算时间 ;采用FMM对物理量作矩阵表述 ,以便实现理论推导的简洁性 ,规范性 ;采用CM的坐标变换 ,以便简化对边界条件的匹配 ;在作Fourier展开时采用“逆规则” ,以保持方法的快速收敛性 ;在对多分层光栅的递推计算中 ,采用反射透射系数阵算法 (RTCM) ,以便克服由于层与层之间厚度变大所带来的数值不稳定性 ,同时提高计算速度。总之 ,这种综合处理光栅问题的方法不仅物理概念清晰 ,计算简洁 ,速度快 ,而且准确性 ,稳定性和收敛性均令人满意。

二维金属光栅的矢量模式研究

用矢量模式场来描述二维金属光栅各层中的电磁场。由边界条件,推导出模式场方程组;借助反射透射系数阵递推算法,得出了方程组的解。这种矢量模式方法物理概念清晰且稳定收敛,可以处理任意偏振态平面波入射到二维亚波长金属光栅中的衍射问题。

任意各向异性介质光栅的严格模式理论分析

将“逆规则”傅里叶级数展开法和反射透射系数阵递推算法进行推广 ,对任意面形及任意入射角的电磁各向异性介质光栅衍射特性进行研究。该方法物理概念清晰 ,数值计算稳定收敛 ,计算速度快 ,并与其它方法的计算结果进行了比较。

对正交浮雕光栅傅里叶模方法的快速实现

采用“逆规则”傅里叶展开法来提高正交浮雕双周期光栅问题的收敛性 ,把用在单周期光栅中的反射透射系数阵算法推广到正交双周期光栅中 ,并充分利用光栅的对称性和对角周期性 ,在保证计算准确度和稳定性的条件下 ,把计算速度提高了几十倍 ,从而把对这类问题的计算从大型计算机中解脱出来 ,而可用微机加以处理。