摘要：通过采用时域模技术 ,FDTD Diakoptics算法可以用来有效准确地分析复杂的微波集成电路 .根据电路的几何结构选定时域模函数 ,以该时域模函数为基础 ,建立微波电路的多模电路模型 ,使用全波时域分析方法求解多模电路对应于各个时域模的时域响应 ,使用傅里叶变换技术计算时域模函数的冲击响应 ,从而进一步得到多端口网络模型 ,使用FDTD Diakoptics算法对微波电路进行分析 .讨论了全波时域方法求解时域模函数时域响应时激励函数的选取原则 ,讨论了用傅里叶反变换求解时域模函数冲击响应时频带宽度的选取问题 .最后本方法被应用于波导滤波器的分析设计 .

摘要：为了得到纳米线阵列太阳能电池的最优转换效率,通过仿真计算对GaAs轴向pin结纳米线阵列进行了结构优化.首先利用三维有限时域差分法分析了GaAs纳米线阵列的光吸收特性,并对其直径、密度等结构参量进行优化,优化后的GaAs纳米线阵列的光吸收率可达87.4%.在此基础上,利用Sentaurus软件包中的电学仿真模块分析了电池的电学性能,并根据光生载流子在纳米线中的分布,对轴向pin结结构进行优化,最终优化过的太阳能电池功率转换效率可达到17.6%.分析结果表明,通过钝化处理以降低GaAs纳米线的表面复合速率,可显著提升电池的功率转换效率,而通过减小纳米线顶端高掺杂区域的体积,可减少载流子复合损耗,从而提高电池效率.该研究可为制作高性能的纳米线太阳能电池提供参考.

摘要：为了设计新型基于椭圆形反射镜面的扇形半导体微环激光器,采用光线追迹和有限时域差分的方法进行了理论分析和设计仿真。与普通的三角形环形腔相比,由于引入了椭圆形反射镜面,使得这种新型的微腔的镜面反射损耗极低,仅为1%,功率传输率为93%,Q值极高,在1576.36nm谐振波长处,Q值达到了23318.6。结果表明,这种新型的微环激光器有利于实现方向双稳态,并可进一步用于全光信号处理领域。

摘要：利用有限时域差分方法设计并优化了由二氧化硅和氮化硅组成的双层和三层减反射膜,在1550nm波长附近实现减反射效果。采用等离子增强化学气相沉积高质量的二氧化硅和氮化硅薄膜,制备了氧化硅、氮化硅双层减反射膜,同时制备了氮化硅、氧化硅、氮化硅三层减反射膜。测量了两种减反射膜的减反射效果,双层减反射膜的反射率可以达到0.18%以下,三层减反射膜比双层减反射膜具有更大的带宽。

摘要：微腔模式特性的研究是微腔各种应用的基础。采用时域有限差分方法(FDTD)可以获得微腔模式的频谱响应特性。通过对平面平行腔的验证,发现FDTD方法可以获得同理论较吻合的结果。对平面圆腔的回音壁模(WGM)腔模特性的分析表明;这种腔体尺寸同波长相当的谐振腔具有较好的选模特性．通过腔边界由两个带变形参数的圆弧所构成的平面异型微腔在不同变形参数下模式特性的细致研究,则发现通过改变腔形可以达到改善腔模模式特性的目的,这表明优化腔形设计是优化腔性能的一条可行思路。

摘要：以帝王蝉蝉翼为基底,通过化学镀镍磷的方法,合成了具有纳米点阵结构的镍磷/蝉翼复合材料,并采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线光电子能谱仪以及紫外可见近红外分光光度计等对样品的微观形貌、成分和光学性能进行了测试。在实验基础上,结合三维有限时域差分方法计算了制备样品的反射谱,研究了蝉翼有序纳米点阵结构对镍磷镀层减反性能的影响。研究结果表明,亚波长的有序纳米点阵结构与入射光相互作用,能使镍磷/蝉翼复合材料的反射率比在无蝉翼纳米点阵结构基体上化学镀镍磷材料的反射率降低70%以上,这一研究结果可为制备镍磷减反结构界面提供设计思路。

摘要：光子晶体具有调控光子的能力,而光子晶体激光器的实现则证实了这种调控能力。描述了基于InGaAsP/InP材料的二维半导体光子晶体激光器的研究,主要介绍了点缺陷型光子晶体微腔激光器的理论设计、模拟分析及与器件性能的比较。理论上采用平面波展开法和三维有限时域差分法,分析了通过采用调整点缺陷腔的最近临空气孔的尺寸,可以提高光学微腔的品质因子Q,从而提高激光器的工作性能,降低激光器的激射阈值,实验中研制了不同近邻孔径尺寸的激光器,观测到激光器激射阈值降低的现象,实验结果与理论模拟相一致,除此之外,还实现了光子晶体三角形腔和H2腔激光器的激射。

摘要：光子晶体在光学微腔、全光通信网络等邻域有较高的应用前景,而圆形光子晶体微腔结构不能有效的兼顾横电模(TE)和横磁模(TM)电磁波。由于量子点发光效率较低,使其在应用上受到制约,因此将光子晶体和量子点联系在一起,运用有限时域差分(FDTD)方法,设计出新型无偏振环形光子晶体结构,兼顾横电模和横磁模,提高量子点的发射光谱在533 nm处的发光效率。经过结构参数优化,当周期在α=386 nm、内半径r=75 nm、外半径R=150 nm和厚度d=200 nm时,在波长533 nm处,发现存在光子带隙。