| 【中文题名】 | 时域有限差分法在光纤光场中的应用 |
| 【英文题名】 | The Applications in the Optical Fields of the Optical Fiber by the Finite-Difference Time-Domain Method |
| 【学科专业】 | 电路与系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2001-9-20 |
| 【中关键词】 | 时域有限差分法（FT-DT法）,光纤,光纤锥,光场分布,圆柱坐标,系 |
| 【英关键词】 | Finite-Difference Time-Domain Method,Optical Fiber,Optical,, Fiber Taper,Field Distribution of Optical Fiber,Cylindrical Coordinates,,, Three-Dimensional Scalar FT-TD Method., |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>无线电设备、电信设备>馈线设备（传输线和波导）>光纤传输线、光缆> |
| 【论文摘要】 |
时域有限差分（FD-TD）法是在时域中求解电磁场的一种数值计算方法，
它把带时间变量的Maxwell微分方程转化为差分方程来求解其电磁场各分
量。自FD-TD法创建以来，它广泛应用于电磁波对各种物体的作用的研究
中，而用于光纤光场研究的报导很少见。
以前对光纤光场的研究一般采用解析法，且局限于研究结构简单的低阶
模和单模光纤。但随着光纤的广泛使用，结构越来越复杂，要求得到精确的
解析解已是不可能的，需采用数值计算方法。与其它数值计算方法相比，时
域有限差分法具有直观、快捷、程序简单通用、节省内存和计算时间、精度
较高、所得数据和图形物理概念清晰等优点。本文将这种方法引入光纤光场
的计算，得到了与解析法相吻合的结论，证明了FD-TD法用于光纤光场研
究的可行性和有效性。
根据光纤的结构特点，论文首先将直角坐标系的FD-TD法转化为圆柱坐
标，推导出了圆柱坐标系中场、吸收边界条件、奇点和棱边的差分方程。利
用柱坐标下的三维标量FD-TD法，分析了阶跃折射率光纤稳态模场分布情
况，文中分别用了高斯光源... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-4 |
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英文摘要 |
4-7 |
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第一章 光纤光学理论研究方法概述 |
7-18 |
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1．1 解析方法 |
8-10 |
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1．2 数值计算法 |
10-13 |
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1．3 有限时域差分法的特点及发展 |
13-16 |
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1．4 本论文的研究内容 |
16-18 |
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第二章 FD-TD法的基本原理 |
18-31 |
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2．1 微商的差商近似 |
18-19 |
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2．2 Yee氏网格 |
19-20 |
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2．3 Maxwell方程的差分表示 |
20-26 |
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2．4 数值稳定性和数值色散问题 |
26-27 |
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2．5 吸收边界条件 |
27-28 |
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2．6 激励源的设置 |
28-31 |
|
第三章 光纤介质中的FD-TD方法 |
31-42 |
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3．1 直角坐标系中的差分表示 |
31-33 |
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3．2 圆柱坐标系中的差分表示 |
33-42 |
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第四章 几种光纤光场的FD-TD分析 |
42-64 |
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4．1 光纤光场的理论分析 |
42-44 |
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4．2 阶跃光纤光场的FD-TD分析 |
44-58 |
|
4．3 光纤锥光场的FD-TD分析 |
58-64 |
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第五章 结束语 |
64-65 |
|
参考文献 |
65-68 |
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附录 |
68-69 |
|
致谢 |
69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.344788 |
