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【讨论】光子晶体算法与软件

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0楼发表于: 2009-04-21 08:26:33

Numerical Methods
    Two ways to numerical success
         Time domain techniques: FDTD； Frequency domain techniques: plane wave expansion

算法评价：
    FDTD：这是电磁场计算中用得比较多的方法。以差分的方式代替Maxwell方程中的微分项，然后以网络的方式代替将要考察的空间范围。当初始条件和边界条件给定时，电磁波在空间的传播的过程就直接给出来了。其优点是比较方便，无需太多的物理知识。

  Plane-Wave Expansion：这是传统的计算电子能量禁带的方法，它可以直接给出光子禁带的结构。由于这种方法需要先用Bloch定律确定本征值，所以当材料的折射率分布的周期性保持比较好时，这种方法还是很有效的。如果周期性不是很好时，计算的难度就变大了。

  Supercell Method：这种方法是特别用来计算在周期性被破坏或者有“缺陷”的区域中引入的“杂质态”的。但是和平面波方法一样，当周期性被破坏得很厉害时，这个方法变得很不可靠。

  Transfer Matrix Techniques ：这种方法的优点是可以直接计算材料的透射、反射系数。这些都是使用实验中可以直接观察到的，所以计算的结果可以直接和实验相比较。但是用这种方法计算光子禁带的结构就比较困难。

  Diffraction Grating Method ：这种方法和上面几种 ..

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2009-04-24

离线hishen

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1楼发表于: 2009-04-22 23:05:19

bandsolve（商业软件，RSoft公司）用的是平面波展开法

FDTD更直观，但是速度慢，非常慢，有FullWAVE(RSoft公司)、OptiwaveFDTD（Optiwave公司）等商业软件一般都是英文，没有人指导，或英文不是很好，比较难学

FDTD的优点在于它能给出任意时刻任意点的场强,可以计算出光子晶体的能带结构T\R系数,FDTD只是一种计算方法

R-SOFT——它包含几种方法,比如FDTD,平面波展开法等等!不用编程就可以计算

离线hishen

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2楼发表于: 2009-04-22 23:53:30

光子晶体的计算软件现在比较多了。
比如
      1. translight

      2. The MIT Photonic-Bands

      3.  FDTD

      4.  bansolve

      ................

translight 是基于转移矩阵法的光子晶体计算软件。
它是是由英国Glasgow大学完成的。translight 可以计算出反射率和透射率
是免费软件。

The MIT Photonic-Bands 运行与linux系统下的光子晶体计算软件。
下载地址
http://ab-initio.mit.edu/wiki/index.php/MPB_download

在所有方法中opticFDTD应该是有优势的。
下面提供opticFDTD软件的下载地址
http://www.9iv.com/down/soft/162.htm