《电磁场理论与光波导技术》教学中数值分析工具的应用研究

发布时间：2025-03-20 03:28

　　 《电磁场理论与光波导技术》是光电工程专业重要的专业基础课,也是后续电磁场相关课程的理论基础。针对该课程教学特点,本文引入两种电磁波数值分析工具,包括COMSOL和Lumerical两种软件,给出光波导模式特性和传输特性分析方法。给出构建理论与仿真实验相结合的实践课堂的一些思考,提升学生理论结合科研前沿的能力,锻炼学生积极主动思考解决问题,为提高《电磁场理论与光波导技术》教学效果提供有益参考。

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【部分图文】：

图1 三角单元图

仿真实验是该课程重要的环节，是难得的理论结合实践的机会，因此需要重视并强化该环节。目前，该课程仿真实验用到的实验环境基于Opti-Wave软件系列，主要包括Opti-BPM和Opti-System。该软件基于有限差分（FD）法，可以优化设计光波导器件，并给出通信系统性能仿真。但是....

图2 FDTD算法矩形单元图

步骤3：近似变分方程求解。首先确定网格单元的场函数，也就是包含有限待定节点参量的简单场函数。然后基于网格单元的场函数的合集，确定连续体或待求区域的场函数。最后求解数值解：基于加权参量方程或能量方程建立有限待定参量的代数方程组，从而可求解该离散方程组得到有限元法的数值解。有限元法的....

本文编号：4037310