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时域中的高斯色散分析:使用Padé逼近进行有效转换。 (英语) Zbl 1512.78040号

摘要:我们提出了一种将光学材料的高斯色散分析(GDA)应用于时域模拟的方法。在GDA模型中,被测介电函数的虚部表示为高斯吸收项的总和。这种简单的模型适用于非均匀加宽远大于均匀线宽的材料。GDA模型是许多玻璃、聚合物和其他无序天然和人造材料介电函数的基本宽带近似。然而,该模型在时域全波电磁解算器中的有效实现从未完全实现。我们从具有高斯型吸收的孤立振荡器的因果形式开始——因果Dawson-Gauss振荡器然后,我们导出了显式解析公式,以在时域有限差分(FDTD)求解器中实现高斯振荡器,同时最小化内存和浮点运算的使用。推导和FDTD实现采用了我们的广义色散材料(GDM)模型,这是一种用Padé近似描述光学色散的通用模块化方法。我们共享FDTD原型代码,其中包括自动生成近似值和使用各种二阶精度数值格式的通用FDTD色散实现。这些代码可以与非商业求解器和商业软件一起使用,用于色散介质中光传播的时域模拟,并用GDA模型进行了实验表征。

MSC公司:

78M20型 有限差分法在光学和电磁理论问题中的应用
41A21号机组 帕德近似
78A25型 电磁理论(通用)
49J35型 极小极大问题解的存在性
35克61 麦克斯韦方程组
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