构造高阶时域有限差分算法研究慢波超材料结构

以Veselago材料为代表的超材料(Metamaterial)正成为电磁学、光子学、材料学以及工程学等领域的热点研究对象，已经或者正在应用到完美透镜成像、隐形材料、滤波器、谐振器、天线等等上面。特别是2007年Nature杂志上的文章提出用慢波超材料结构实现俘获电磁波的设想，将会对信息存储和处理带来革命性的影响。由于超材料的空间周期远小于电磁波的波长时，可以将其看成有效的"均匀"介质。而采用时域方法可以一次性获得时域超宽带响应数据，具有很高的计算效率，并且能够处理非线性和时变煤质问题。因此，本项目将构造高阶的时域有限差分算法(FDTD)来研究电磁波在慢波超材料中的时域传播特性。首先将针对现有的FDTD算法存在的不足，引入高阶时间步进格式和高阶空间有限差分格式来改善其数值色散误差，用嵌入边界方法结合高阶插值公式来处理媒质分界面或边界问题;最后，再利用高阶算法来研究慢波超材料的可能实现形式。