光学教学中的FDTD方法和模型

本文提出了时域有限差分法(FDTD)作为光学教育的教学方法。 同时,提出了一种基于FDTD算法的仿真软件FDTD解决方案,作为一种新工具,可以帮助初学者建立光学模型并分析光学问题。 FDTD算法的核心是将与时间相关的麦克斯韦方程组离散为空间和时间偏导数,然后模拟电子脉冲与理想导体或半导体之间相互作用的响应。 由于电磁场的求解是时域的,因此减少了存储器的使用,可以很容易地获得宽带的仿真结果。 因此,在光学教学中推广FDTD算法是有效的。 FDTD使我们能够设计,分析和测试用于波传播,散射,反射,衍射,极化和非线​​性现象的现代无源和非线性光子组件(例如生物粒子,纳米粒子等)。 不同的FDTD模型可以帮助教师和学生解决光学教育中的几乎所有光学问题。此外,FDTD解决方案的GUI对初学者非常友好,学习者可以很快地掌握它。