表3.光学与电子信息学院（系、所）研究生课程简介.doc

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1、表3．光学与电子信息学院（系、所）研究生课程简介课程名称：微纳光子器件数值仿真——FDTD算法基础与实践英文名称：SimulationsofMicro-Nanophotonicsdevices——FundamentalsandapplicationsofFDTDmethod课程类型：■讲授课程□实践（实验、实习）课程□研讨课程□专题讲座□其它考核方式：课堂报告＋论文教学方式：讲授+研讨适用专业：物理电子学、光学工程适用层次：硕士■博士□开课学期：第二学期总学时/讲授学时：32/32学分：2先修课程要求：物理光学课程组教师姓名

2、职称专业年龄学术专长杨振宇副教授物理电子学35微纳光子学课程目的：计算机仿真技术在光学领域的应用越来越受到重视。通过本课程的学习使学生达到掌握一种光学领域广泛使用的数值模拟方法——时域有限差分（FDTD）算法，培养利用FDTD算法进行微纳光子器件的设计优化、特性分析等方面的能力。教学大纲（章节目录）：微纳光子器件数值仿真——FDTD算法基础与实践第一章引言（2学时）§1.1FDTD算法的发展及应用§1.2FDTD基本点及FDTD计算区第二章麦克斯韦方程及其FDTD形式（3学时）§2.1麦克斯韦方程和Yee元胞§2.2直角坐标

3、中的FDTD：三维情形§2.3直角坐标中的FDTD：二维情形§2.4直角坐标中的FDTD：一维情形§2.5介质界面电磁参数选取第一章数值稳定性（2学时）§3.1时间离散间隔的稳定性要求§3.2Courant稳定性条件§3.3数值色散对空间离散间隔的要求§3.4差分近似后的各向异性特性第二章吸收边界条件（5学时）§4.1Engquist－Majda吸收边界条件§4.2一阶和二阶近似吸收边界§4.3二维Mur吸收边界条件的FDTD形式§4.4二维角点的处理§4.5三维吸收边界条件及其FDTD形式§4.6棱边及角点的特殊考虑§4.

4、7完美匹配层（PML）边界条件第三章FDTD中常用的激励源（2学时）§5.1单频光源§5.2高斯脉冲调制光源§5.3点光源、线光源、面光源第四章色散与非线性介质（4学时）§6.1Lorentz色散模型§6.2Lorentz-Drude色散模型§6.3非线性Kerr效应§6.4非线性Raman效应第五章FDTD算法模拟范例（14学时）§7.1简单二维波导模拟§7.2三维波导模拟§7.3三维微纳介质小球模拟§7.4纳米孔隙薄膜的模拟§7.5三维微纳螺旋金属线栅模拟§7.6二维光子晶体模拟§7.7三维光子晶体模拟教材：1.葛德彪，

5、闫玉波，《电磁波时域有限差分方法》第1版，西安电子科技大学出版社，2002年2.AllenTaflove,SusanC.Hagness，ComputationalElectrodynamics:TheFinite-DifferenceTime-DomainMethod,SecondEdition，ArtechHousePublishers，2000主要参考书：ØElectromagneticSimulationUsingtheFDTDMethod,DennisM.Sullivan.IEEEpressØComputationa

6、lMethodsforElectromagnetics,AndrewF.Peterson,IEEEPressØMatthewN.O.Sadiku,Numericaltechniquesinelectromagnetics,CRCPress,2000Ø吕英华，《计算电磁学的数値方法》，清华大学出版社,2006Ø王秉中，《计算电磁学》，科学出版社,2002该课程所属基层教学组织（教研室、系）专家小组意见，该课程是否适合硕士、博士研究生培养的需要？是否与其他课程重复，是否有稳定授课教师队伍。专家组长专家年月日注：每门课程都须填写此

7、表。本表不够可加页