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一种新的三维有限差分光束传输法 被引量:1
1
作者 雷大军 董辉 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期529-532,共4页
设计了一种简单有效的基于最佳匹配层的三维有限差分光束传输法,可以分析光束在三维广角情况下的线性与非线性传输特性。数值模拟结果证实了该算法的正确与可靠性。
关键词 有限差分传输 最佳匹配层 三维 非线性
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一种新型非基于慢变包络近似的三维有限元束传播法
2
作者 于兵 赵丹 +1 位作者 葛俊祥 孙小菡 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第6期529-532,共4页
提出了一种新型非基于慢变包络近似的三维有限元束传播法.该方法相较Hadley所提出的广角束传播法,在分析光信号与光波导之间相互作用时同时考虑了载波和调制波对传输特性的影响,更具一般性且精度更高.通过与已发表的权威文献相比,在相... 提出了一种新型非基于慢变包络近似的三维有限元束传播法.该方法相较Hadley所提出的广角束传播法,在分析光信号与光波导之间相互作用时同时考虑了载波和调制波对传输特性的影响,更具一般性且精度更高.通过与已发表的权威文献相比,在相同的计算资源下,精度提高了10%. 展开更多
关键词 传播 有限 广角(WA) Padé算子 定向耦合器
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三维有限差分光束传输法在AWG中的应用
3
作者 吴薇 刘辛 陈婷 《光通信研究》 北大核心 2008年第1期57-58,64,共3页
文章以亥姆赫兹方程为基础,推导了三维有限差分光束传输法(FD-BPM),并在阵列波导光栅模拟计算中采用该方法对光场在阵列波导中的传输过程进行了计算和模拟。结果表明,采用三维FD-BPM可提高计算精度。另外由于三维FD-BPM对纵向步长不敏感... 文章以亥姆赫兹方程为基础,推导了三维有限差分光束传输法(FD-BPM),并在阵列波导光栅模拟计算中采用该方法对光场在阵列波导中的传输过程进行了计算和模拟。结果表明,采用三维FD-BPM可提高计算精度。另外由于三维FD-BPM对纵向步长不敏感,可通过加大步长来减少计算时间,在提高精度的同时,不影响计算时间。 展开更多
关键词 三维有限差分传输 亥姆赫兹方程 阵列波导光栅
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基于有限差分束传播法的Mach-Zehnder型波导电光调制器的模拟设计 被引量:7
4
作者 赵文怡 金国良 +2 位作者 应再生 戴蓓兴 戴海平 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第2期156-161,共6页
针对掺钛铌酸锂MachZehnder型波导电光调制器的结构及折射率分布,运用有限差分束传播方法(FDBPM)进行模拟计算,取得了二维情况下的最佳设计尺寸在此基础上,把所得的设计结果与原有的用快速傅里叶束传播方法... 针对掺钛铌酸锂MachZehnder型波导电光调制器的结构及折射率分布,运用有限差分束传播方法(FDBPM)进行模拟计算,取得了二维情况下的最佳设计尺寸在此基础上,把所得的设计结果与原有的用快速傅里叶束传播方法(FFTBPM)所得的结果进行比较和分析结果显示,运用有限差分束传播方法不仅取得了预期的结果,而且,这种方法比原有的快速傅里叶束传播方法更快捷和方便。 展开更多
关键词 波导电光调制器 有限差分 传播 光波导
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基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析 被引量:3
5
作者 潘卫清 何对燕 +1 位作者 李志宏 董勤 《光通信研究》 北大核心 2003年第6期62-65,共4页
为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数,用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件关系,并给出了条件表达式和详细说明.
关键词 有限差分传播 过渡波导 集成光学 曲折角 坡度
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基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析
6
作者 潘卫清 何对燕 +1 位作者 李志宏 董勤 《应用光学》 CAS CSCD 2003年第5期8-10,19,共4页
 为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数。用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件有关,并给出了条件表达式及其详细说明。
关键词 光波导 有限差分传播 集成光学 过渡波导形状函数 斜坡波导 弯曲波导 功耗分析
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大地电磁法三维交错采样有限差分数值模拟 被引量:100
7
作者 谭捍东 余钦范 +1 位作者 John Booker 魏文博 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期705-711,共7页
系统地论述了大地电磁三维交错采样有限差分数值模拟算法实现过程中交错网格剖分、积分公式离散化、边界条件、方程组求解、三维张量阻抗的计算等内容 .由于提出了简洁的边界条件 ,采用了解大型系数矩阵方程组的双共轭梯度稳定解法 ,所... 系统地论述了大地电磁三维交错采样有限差分数值模拟算法实现过程中交错网格剖分、积分公式离散化、边界条件、方程组求解、三维张量阻抗的计算等内容 .由于提出了简洁的边界条件 ,采用了解大型系数矩阵方程组的双共轭梯度稳定解法 ,所实现的三维交错采样有限差分数值模拟算法具有迭代收敛稳定、计算精度高、速度快等特点 .通过两个理论模型的计算结果检验了算法的正确性和计算精度 .所实现的三维交错采样有限差分数值模拟算法为研究三维反演问题奠定了基础 . 展开更多
关键词 大地电磁 交错采样有限差分 三维正演 双共轭梯度稳定解 边界条件
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井眼条件下弹性波传播问题的三维有限差分数值模拟 被引量:9
8
作者 杨慧珠 张友生 陶果 《地球物理学进展》 CSCD 2003年第2期348-352,共5页
推导了二阶改进Higdon吸收边界条件 .利用空间上具有四阶精度、时间上具有二阶精度的中心差分方法 ,数值模拟了几种复杂井眼条件下的波场 .给出了正交各向异性介质地层条件和椭圆井眼条件下波场模拟的结果 .考查并分析了单极子源和偶极... 推导了二阶改进Higdon吸收边界条件 .利用空间上具有四阶精度、时间上具有二阶精度的中心差分方法 ,数值模拟了几种复杂井眼条件下的波场 .给出了正交各向异性介质地层条件和椭圆井眼条件下波场模拟的结果 .考查并分析了单极子源和偶极子源条件下的波场特性 ,所得结论与弹性波传播理论一致 .通过计算表明 ,利用改进的Hig don吸收边界条件 ,声波测井三维模拟程序可用于复杂井眼各向异性地层条件的波场传播模拟 . 展开更多
关键词 吸收边界条件 三维有限差分 弹性波传播 数值模拟
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一种快速高效二维时域有限元束传播法
9
作者 于兵 孙小菡 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期385-388,共4页
提出并建立了一种新型的快速分析平面光波光路器件传输特性的2D时域有限元束传播法(FE-TD-BPM)模型.与常规时域差分格式的有限元束传播法相比,在时域实现了一维有限元(FEM)离散化处理,基于完全匹配层(PML)边界条件给出了全有限元离散化... 提出并建立了一种新型的快速分析平面光波光路器件传输特性的2D时域有限元束传播法(FE-TD-BPM)模型.与常规时域差分格式的有限元束传播法相比,在时域实现了一维有限元(FEM)离散化处理,基于完全匹配层(PML)边界条件给出了全有限元离散化模型.为了验证算法的精度以及速度,模拟分析了直脊波导以及波导光栅,并且与已有文献的计算结果进行比较,结果表明,该算法无条件稳定、计算速度快,与常规时域差分格式的有限元束传播法相差在0.002%以内,并节省了约70%的机时. 展开更多
关键词 时域有限传播 平面光波光路 完全匹配层
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平面光波导器件时域有限差分束传输法分析中边界和初始条件的处理 被引量:5
10
作者 申屠伟进 蔡纯 +2 位作者 戴劲草 张明德 孙小菡 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期537-541,共5页
从慢变包络(SVEA)时域光传输方程出发,对比了综合道格拉斯(GD)和传统的中心差分(CN)两种离散化格式,指出GD法比CN法精度有了很大提高 重点讨论了GD法的TD BPM边界处理问题,给出了吸收边界和透明边界离散的显式和隐式表达式,分析并确定... 从慢变包络(SVEA)时域光传输方程出发,对比了综合道格拉斯(GD)和传统的中心差分(CN)两种离散化格式,指出GD法比CN法精度有了很大提高 重点讨论了GD法的TD BPM边界处理问题,给出了吸收边界和透明边界离散的显式和隐式表达式,分析并确定了交替方向隐式法(ADIM)的边界处理方式;同时,对激励源加入的连接边界进行了仔细讨论 结果表明对于隐式GD TD BPM法边界处理应采用隐式。 展开更多
关键词 平面波导器件 时域有限差分 传输 综合道格拉斯 边界条件 连接条件
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二维非均匀介质地震波传播的伪谱和有限差分混合方法的应用研究
11
作者 李少华 王彦宾 吴志坚 《国际地震动态》 2015年第9期179-179,共1页
由于围陷波产生于低速带内物质与高速围岩的界面上,在带内传播时间较长,因此它的振幅和频率特征对断层带形态和带内物质性质敏感,对断层带围陷波的观测与分析能够提供断层带精细结构的重要信息。基于伪谱法和有限差分混合数值模拟方... 由于围陷波产生于低速带内物质与高速围岩的界面上,在带内传播时间较长,因此它的振幅和频率特征对断层带形态和带内物质性质敏感,对断层带围陷波的观测与分析能够提供断层带精细结构的重要信息。基于伪谱法和有限差分混合数值模拟方法,开展了沉积层对隐伏断裂带围陷波影响的研究,探讨了沉积层厚度与围陷波振幅之间的关系。 展开更多
关键词 混合方 有限差分 二维非均匀介质 伪谱 地震波传播 沉积层厚度 应用 数值模拟方
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煤田积水采空区井地电位法三维有限差分正演模拟 被引量:3
12
作者 邱卫忠 张辉 +2 位作者 唐新功 严良俊 张雷洁 《工程地球物理学报》 2016年第2期149-154,共6页
煤田积水采空区是威胁矿井安全的主要因素之一。针对井地电位法特定的边值问题,推导出了相应的有限差分格式,结合煤田积水采空区的电性特征及分布特点,设计了多个地电模型,分别利用有限差分法对其进行了正演模拟。正演结果表明,井地电... 煤田积水采空区是威胁矿井安全的主要因素之一。针对井地电位法特定的边值问题,推导出了相应的有限差分格式,结合煤田积水采空区的电性特征及分布特点,设计了多个地电模型,分别利用有限差分法对其进行了正演模拟。正演结果表明,井地电位法对单个积水采空区及横向上分布的多个积水采空区识别能力较好,而对垂向分布的多个积水采空区识别能力较弱。研究结果对于煤田积水采空区的探测研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 煤田积水采空区 井地电位 有限差分 三维正演
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基于双向有限差分抛物方程法的海洋环境电波传播研究 被引量:4
13
作者 唐琳婧 王昆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期404-413,共10页
采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电... 采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电波传播预测中引入一种改进的分形海面模型来模拟起伏波动的实际海面边界,且能模拟海面的大尺度浪涌特性和毛细波细微结构特性.在典型的数值算例中,我们将采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子和采用Miller-Brown模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子进行对比和分析,数值分析结果表明,在相同风速条件下,采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子波动更剧烈,能更准确地反映出实际起伏波动海面对电磁波传播的影响. 展开更多
关键词 电磁波传播 双向抛物方程(2WPE) 双向有限差分(2WFD) 改进分形模型
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三维显式光束传播法
14
作者 巨振乐 冯恩信 付君眉 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期236-240,共5页
本文在二维显式光束传播法的基础上应用DuFort-Frankel方法把三维的一般光束传播法推广到三维显式光束传播法,并提出了三维显式光束传播法的稳定条件。三维显式光束传播法象显式差分法一样,容易在光波导传播中实现光波... 本文在二维显式光束传播法的基础上应用DuFort-Frankel方法把三维的一般光束传播法推广到三维显式光束传播法,并提出了三维显式光束传播法的稳定条件。三维显式光束传播法象显式差分法一样,容易在光波导传播中实现光波的计算。该方法在三维显式光束传播计算中是一种比较实用的方法。 展开更多
关键词 三维显式 传播 光波导 差分
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用于模拟方向耦合器的显式差分光束传播法
15
作者 韩雁 乐小云 陈才和 《天津师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第3期42-45,共4页
探讨了用于模拟方向耦合器的显式差分光束传播法 (EFD- BPM) ,引用了一种用于模拟的三维差分格式 ,使用谐波分析法证明了其稳定条件 ,并以此格式进行了计算模拟方向耦合器的光耦合过程 .
关键词 模拟方向耦合器 显式差分传播 三维差分格式 光耦合过程 数值计算 光波导
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一种简化的分析光纤布拉格光栅的时域有限差分束传输法
16
作者 戴劲草 王云明 +1 位作者 张明德 孙小菡 《计算物理》 CSCD 北大核心 2005年第3期233-239,共7页
 提出了一种便于分析光纤布拉格光栅(FBG)、基于强制边界条件的简化TD FD BPM模型.采用交替隐式法(ADIM)和综合道格拉斯(GD)法,离散化时域束传输方程,获得比普通差分格式低二阶的误差。提出并采用强制边界条件,简化了光波导分析中边界...  提出了一种便于分析光纤布拉格光栅(FBG)、基于强制边界条件的简化TD FD BPM模型.采用交替隐式法(ADIM)和综合道格拉斯(GD)法,离散化时域束传输方程,获得比普通差分格式低二阶的误差。提出并采用强制边界条件,简化了光波导分析中边界处理问题.重点讨论和确定了在此条件下激励源位置、脉冲形状和径向分布函数、连续波激励条件等.在修正的正弦脉冲激励情况下,通过离散傅利叶变换,直接得到较为理想的短FBG反射谱.此法可减少数值计算时间,直观反映光脉冲传输. 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 时域 有限 径向分布函数 边界条件 傅利叶变换 光脉冲传输 传输方程 差分格式 边界处理 脉冲形状 脉冲激励 激励条件 计算时间 隐式 离散化 激励源 光波导 连续波 反射谱 FBG 强制 二阶 正弦 理想
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地-井瞬变电磁三维交错网格有限差分正演及响应特性 被引量:5
17
作者 李大俊 翁爱华 +3 位作者 杨悦 李斯睿 李建平 李世文 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1552-1561,共10页
为了研究地-井瞬变电磁响应特征,获得不同井位低阻薄板异常体的响应规律:首先采用交错网格有限差分技术离散二次场满足的频率域赫姆霍兹方程;然后结合虚框叠加等效和虚拟界面法将发射源和接收位置扩展到任意层位,解决了全空间背景格林... 为了研究地-井瞬变电磁响应特征,获得不同井位低阻薄板异常体的响应规律:首先采用交错网格有限差分技术离散二次场满足的频率域赫姆霍兹方程;然后结合虚框叠加等效和虚拟界面法将发射源和接收位置扩展到任意层位,解决了全空间背景格林函数的计算问题;之后利用MUMPS求解器求解频率域二次场,再经过余弦变换,获得井中任意位置的瞬变电磁响应;最后采用三维模型对本文算法的正确性进行验证,设计了均匀半空间和嵌入低阻薄板的三维模型,获得垂直磁场的三维分布,分析均匀导电半空间中低阻薄板对地-井瞬变电磁三维响应的影响特点。结果表明:本文三维地-井瞬变电磁计算方案的计算精度与前人基本相同;水平导电薄板的存在主要影响板体附近及穿过薄板的井中瞬变响应,最大的特点是在异常体位置附近的中期时间道响应出现变号现象。本文的研究为定性解释地-井瞬变电磁法异常提供一个技术手段,也为地-井瞬变电磁三维反演奠定基础。 展开更多
关键词 地-井瞬变电磁 三维正演 有限差分 余弦变换 虚拟界面
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三维正交各向异性介质三分量高精度有限差分正演模拟 被引量:18
18
作者 张文生 宋海斌 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期422-432,共11页
三维各向异性正演模拟是研究各向异性介质中波场传播规律的重要方法。本文就三维正交各向异性介质给出了一种快速精确的有限差分正演方法。该方法采用了4阶精度的空间差分格式和2阶精度的时间差分格式,这既要提高了精度,也不增加过... 三维各向异性正演模拟是研究各向异性介质中波场传播规律的重要方法。本文就三维正交各向异性介质给出了一种快速精确的有限差分正演方法。该方法采用了4阶精度的空间差分格式和2阶精度的时间差分格式,这既要提高了精度,也不增加过多计算量;另外还结合通量校正法来克服数值频散,使计算能以较大的网络步长进行,在减少了计算量的同时,还提高了精度。对边界反射,文中提出了一种简单实用的三维各向异性吸收边界条件,易于编程,且吸收效果明显;对数值计算的稳定性问题也作了一般讨论。数值算例验证了本文方法的正确性和有效性,并表明它具有精度高和边界吸收明显的优点。该方法不但可以用来合成三维各向异性介质的共炮点记录、VSP三分量记录及零偏移距地震记录,而且还适用于其他各种类型的波场正演。 展开更多
关键词 地震勘探 三维正演模拟 正交各向异性 有限差分 通量校正 三分量记录 零偏移距
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三维表层有限差分层析成像 被引量:4
19
作者 王守东 《勘探地球物理进展》 2003年第4期252-254,共3页
利用三维地震资料中的大炮初至 ,对三维复杂地表模型给出了一种表层层析成像方法。正演采用快速的有限差分求解程函方程的方法求取旅行时 ,利用旅行时的负梯度方向求取射线路径。考虑到三维模型反演具有计算量大 ,需要巨大内存的特点 ,... 利用三维地震资料中的大炮初至 ,对三维复杂地表模型给出了一种表层层析成像方法。正演采用快速的有限差分求解程函方程的方法求取旅行时 ,利用旅行时的负梯度方向求取射线路径。考虑到三维模型反演具有计算量大 ,需要巨大内存的特点 ,反演采用一种拟梯度法 ,可以节省内存及计算量。数值模拟结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 地震勘探 数值模拟 层析成像 地震波传播 三维表层 有限差分
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束传播算法与边界条件的分析和应用
20
作者 李艳萍 余金中 +2 位作者 夏金松 严清峰 陈媛媛 《光子技术》 2003年第1X期24-29,共6页
详细介绍了波导器件的模拟方法--束传播算法(BPM)和完好匹配层(PML)边界条件的基本原理,并给出基于有限差分的BPM的应用实例.针对算法中所采用的近似,给出BPM的适用范围和基于有限差分的束传播算法的优化方案.
关键词 传播 边界条件 完好匹配层 有限差分 光波导器件
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