色散金属光学特性分析通用时域有限差分方法-强激光与粒子束.PDF

第 卷第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２６ ２ Ｖｏｌ．２６ Ｎｏ．２ 　 　 年 月 ， ２０１４ ２ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ｆｅｂ． ２０１４ 　 　 色散金属光学特性分析通用时域有限差分方法 １ ２ 张玉强 ， 葛德彪 　 （ 延安大学 物理与电子信息学院，陕西 延安 ； 西安电子科技大学 理学院 物理系，西安 ） １． ７１６０００ ２． ７１００７１ 　 摘 要： 结合数字信号处理中的半解析递归卷积（ ）算法，提出一种用于金属光学特性分析的改进 ＳＡＲＣ 　　 　 　 半解析递归时域有限差分方法（ ）。该方法保持了 算法的绝对稳定性和高精度、低内存等 ＳＡＲＣＦＤＴＤ ＳＡＲＣ 优点，又利用梯形近似使 ＦＤＴＤ递推公式更加简洁，计算效率进一步提高，对于各种常用金属色散模型，均只 需给出模型的极点和对应的系数，即可运用该算法的程序进行计算，具有较好的通用性。最后，通过金属的高 阶 ， 和 三种常用色散模型对算法进行了验证。 ＬｏｒｅｎｔｚＤｒｕｄｅＬｏｒｅｎｔｚ ＤｒｕｄｅＣＰ   关键词： 金属光学特性； 色散介质； 半解析递归卷积； 时域有限差分方法 　　 　 　 　 　 中图分类号： 文献标志码： ： ／ Ｏ４４１．４ Ａ 犱狅犻１０．３７８８ＨＰＬＰＢ２０１６．０２１００７ 　　 　 　　　　 　 　　 近几年来，随着新型人工材料、金属表面等离子体理论与应用等研究的深入，有关金属材料光学效应、电磁 　　 ［ ］ １５ 波与金属材料相互作用等精确建模和仿真分析引起人们广泛关注 。作为一种广泛用于色散、各向异性等复 杂介质电磁问题分析的数值方法，时域有限差分（ ）方法也经常被用于金属材料光学效应分析。另一方 ＦＤＴＤ 面，为了精确、高效描述金属介质在包括光波、近红外波在内的宽带色散特性，近几年先后有多个色散模型被提 出，如 、高阶 ， 、临界点（ ）等。由于不同色散模型的形式不同，所含参数个数也 Ｄｒｕｄｅ