时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)自提出以来在电磁计算领域得到了广泛的研究,并已经发展成为一种成熟的数值计算方法。在实际计算时,通常会遇到半开放和开放区域的问题,然而计算资源是有限的,因此吸收边界条件对于FDTD区域的截断至关重要。另外,FDTD算法的时间步长需满足Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定性条件,这使其在一些包含细小结构的仿真模型中的计算效率不高。基于上述问题,本文的研究内容是围绕吸收边界条件的吸收性能的改进以及无条件稳定的FDTD算法展开的。首先,本文简要介绍了一下FDTD算法的基础知识以及几种经典的完全匹配层(perfect match layer,PML)技术。接着,针对传统卷积完全匹配层(CPML)技术中存在的场值更新时刻不同步问题,提出了一种改进的CPML技术。与传统的CPML技术相比,这种改进的CPML的吸收性能更好,计算效率更高,并且没有增加CPML算法的复杂度。其次,对无条件稳定的交替方向隐式FDTD(Alternating-Direction-Explicit FDTD,ADI-FDTD)算法、弱条件稳定的混合显隐式FDTD(Hybrid Implicit-Explicit FDTD,HIE-FDTD)算法进行了介绍,详细推导了两种算法引入CPML吸收边界后的时域迭代公式,并给出了公式中场分量的迭代顺序,验证了CPML吸收边界在ADI-FDTD和HIE-FDTD算法中的正确性和有效性。最后,介绍了一种显式的无条件稳定算法即空间滤波FDTD(Spatially filtered FDTD,SF-FDTD)算法,与隐式的FDTD算法相比,它不需要复杂的公式推导及矩阵求逆运算,从而降低了无条件稳定算法在FDTD方法中应用的难度。传统SF-FDTD的不足之处在于只能应用在每个方向网格尺寸相同的区域中,基于此,本文提出了一种改进的SF-FDTD算法,使其能够应用在各方向网格尺寸不相同的区域中,扩大了 SF-FDTD算法的应用范围。接着,将SF-FDTD引入到亚网格技术中,由于SF-FDTD突破了 CFL条件的限制,在细网格区域可选取与粗网格区域相同的时间步长,有效地提高了计算效率。