【摘 要】
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该论文在MATLAB平台上实现了与操作平台无关BPM方法核心程序模块库.该模块库包括了2维TE和TM波的BPM算法和3维BPM方法.实现了了基于磁矢量的形式的BPM方法,消除了通常在高拆
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该论文在MATLAB平台上实现了与操作平台无关BPM方法核心程序模块库.该模块库包括了2维TE和TM波的BPM算法和3维BPM方法.实现了了基于磁矢量的形式的BPM方法,消除了通常在高拆射率差界面上存在的数值误差.所有的算法模块都采用了Crank-Nicholson隐式格式,在沿波的传播方向上保证了二阶的计算精度的同时,还保证了数据计算的稳定性.由于计算机计算速度和存储空间的限制,所有的模拟都是限制在一定的计算窗口内进行的,为了更好地匹配从不同方向入射到计算窗口边界的波,防止出现计算窗口的数值伪反射,名算法模块都使用了完全匹配层边条件.为了减小求解稀疏矩阵的数值误差和避免采用的迭代方法求解方程带来的低效率问题,在直接求解的基础上引入了广义最小残差迭代算法,这样扬长避短,既保证了计算速度,也提高了计算精度.对于3维结构BPM方法,采用交错方向隐式格式,把5对角稀疏矩阵转化为存在快速算法的3对角稀疏矩阵组,有效地处理了不同几何形状和折射率带来的对偏振的影响.对SOI大光腔结构基模的分布和基模传播常数做了分析.研究了PML边界层的选取对采用虚轴传播方法求解基模波场分布和基模传播常数的影响.
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