在本文中,提出並且實作了一個用來求解電磁波波導管、空腔共振器或電磁波散射問題的數值方法,其中牽涉到求解二維以及三維的赫姆霍茲方程式。在基本解法數值方法中,為避開奇異性將源點佈在離開邊界的虛擬邊界上是必要的。而在本文中提出的數值方法,使用了雙層勢能核函數替代傳統的基本解法中的單層勢能核函數,並且將源點直接佈在物理邊界上,使源點和邊界點重合,導致在矩陣中發生超強奇異性。這麼作的目的是在於藉由去除奇異性技術將含奇異性以及超強奇異性的格林函數正規化,以推導出係數矩陣中的對角線項。如此本數值方法保留了傳統基本解法的無網格特色,且應用本數值方法可以得到可靠的答案。本文中完成了包括電磁波波導管、空腔共振器以及三維的聲波散射問題的數值模擬,並且藉由跟解析解以及其他數值方法的結果比較來證明本方法是可行而且精確的。In this thesis, a numerical algorithm for solving the ElectroMagnetic (EM) waveguide, EM resonator and electromagnetic wave scattering problems, involving 2-D and 3-D Helmholtz equation, is described and implemented. In the Method of Fundamental Solutions (MFS), seeding location of the source points on a fictitious boundary off-setting from the real boundary is necessary. However, in the propose...
繼電子產品改善人類生活之後,科學家們試圖尋找類似晶體結構的材料以控制光學性質,光子晶體的構想由此而生。由於和晶體具許多相似之處,亦可用類似的分析方式探討光於光子晶體內各種表現。本研究主要探討二維及有限...
我們提出一種適合在高磁場下使用的擴散張量影像技術。運用平面回訊影像(EPI)做為螺旋槳式(PROPELLER) k空間軌跡的讀取模組,因此稱為螺旋槳式平面回訊影像。因為平面回訊影像對於磁場不均造成的的...
高功率半導體雷射在釵h的應用中極為重要。因此,本篇論文的目的,主要在於探討高功率半導體雷射之設計與測量,我們在半導體雷射之設計上採用寬面積傾斜波導,設計發光波長在1.3μm及1.55μm的元件。在光輸...
本研究採用以曲線式混合基底元素之全向量有限元素模態解析法來分析光波導模態,並在此架構上實現非線性波束傳播法探討非線性光波傳播特性。本論文藉由模態解析法搭配完美匹配邊界層作為邊界條件以吸收超出數值空間之...
本論文主要在探討區域分割法以及無網格基本解法的結合,並應用於求解拉普拉斯方程式、史托克斯方程式、擴散方程式以及對流-擴散方程式的成果。基本解法是一種無網格且具高效率計算的數值方法,但此種方法,在計算點...
本研究採用以余氏網格為基礎的全向量有限差分波束傳播法,以 分析各種光波導結構的模態特性。此方法採用余氏網格直接離散馬克 斯威爾方程式,並應用虛軸波束傳播法的技巧。此種直接傳播的方法 在計算時間與記憶需...
電旋轉現為成功的生醫檢測工具,特別是在細胞的檢測應用更為廣泛。本研究目的,為設計最佳化電旋轉設備,其一設備可以提供最大抓取微粒的區域內,同時擁有穩定介電力距。文中,我們計算電場,總介電泳力(包括傳統介...
隨著製程技術的進步,導線之間的雜訊問題已經變的比以前更加嚴重,特別是由電感效應所導致的雜訊。一個有效減少電桿引起之雜訊的有效方法是在導線之間插入接地線,這是因為接地線可以當作是很好的電流回流通路。我們...
為了瞭解在光子學領域上日益重要的光子晶體光纖之模態特性,我們採用高精準度的曲線式混合基底元素之全向量有限元素特徵值解法以及虛軸波束傳播法來進行分析。由於有限元素法使用非均勻切割的曲線形元素,是故可精確...
本論文主旨擬利用一套數值模式來模擬移動邊界問題,此模式是利用有限差分法結合混合卡式沉浸邊界模式,來求解含有移動物體的黏性不可壓縮流問題,其控制方程為奈維爾-史托克斯方程式。首先,將此模式分別應用在固定...
在大多數生物組織中,散射會限制光學成像技術的適用性。近年來,利用有限差分時域法(FDTD)在巨觀散射模擬中解出準確電磁場的分佈成為一種常見的方法。在這個研究中,我們提出光學靶,應用在有限差分時域法光學...
對流佔優擴散問題一直是一個俱有挑戰性的問題。眾所週知,解可能在邊界或者內部表現出局部斷層。傳統的數值解法在解決對流佔優擴散問題時不夠穩定和精確。因此有很多空間穩定技巧被提出和學習。在這篇論文中,我們設...
楔形函數配點法是以楔形函數作為基底函數所構成之近似函數,搭配配點法以獲取最佳之近似函數,具有基本理論與計算步驟簡單,計算速度與收斂速度快…等優點,早期被應用於曲線擬合,後期乃因工程問題所對應之控制方程...
摘要 本論文使用有限差分頻域法搭配適當邊界條件匹配處理來分析 不同截面之介電質光波導,並在程式中引入完美匹配層做為計算視窗 之吸收邊界以分析具有損耗的光波導。我們將不同結構的光波導分成 兩類來分析討論...
本論文使用全向量有限差分頻域法分析管狀介質波導與槽形電漿子波導,並引入完美匹配層做為計算區域外圍的吸收邊界,以便分析洩漏波導。對於介質接面的處理,係採用階梯式近似法或折射率平均法。 本論文分析研究不同...
繼電子產品改善人類生活之後,科學家們試圖尋找類似晶體結構的材料以控制光學性質,光子晶體的構想由此而生。由於和晶體具許多相似之處,亦可用類似的分析方式探討光於光子晶體內各種表現。本研究主要探討二維及有限...
我們提出一種適合在高磁場下使用的擴散張量影像技術。運用平面回訊影像(EPI)做為螺旋槳式(PROPELLER) k空間軌跡的讀取模組,因此稱為螺旋槳式平面回訊影像。因為平面回訊影像對於磁場不均造成的的...
高功率半導體雷射在釵h的應用中極為重要。因此,本篇論文的目的,主要在於探討高功率半導體雷射之設計與測量,我們在半導體雷射之設計上採用寬面積傾斜波導,設計發光波長在1.3μm及1.55μm的元件。在光輸...
本研究採用以曲線式混合基底元素之全向量有限元素模態解析法來分析光波導模態,並在此架構上實現非線性波束傳播法探討非線性光波傳播特性。本論文藉由模態解析法搭配完美匹配邊界層作為邊界條件以吸收超出數值空間之...
本論文主要在探討區域分割法以及無網格基本解法的結合,並應用於求解拉普拉斯方程式、史托克斯方程式、擴散方程式以及對流-擴散方程式的成果。基本解法是一種無網格且具高效率計算的數值方法,但此種方法,在計算點...
本研究採用以余氏網格為基礎的全向量有限差分波束傳播法,以 分析各種光波導結構的模態特性。此方法採用余氏網格直接離散馬克 斯威爾方程式,並應用虛軸波束傳播法的技巧。此種直接傳播的方法 在計算時間與記憶需...
電旋轉現為成功的生醫檢測工具,特別是在細胞的檢測應用更為廣泛。本研究目的,為設計最佳化電旋轉設備,其一設備可以提供最大抓取微粒的區域內,同時擁有穩定介電力距。文中,我們計算電場,總介電泳力(包括傳統介...
隨著製程技術的進步,導線之間的雜訊問題已經變的比以前更加嚴重,特別是由電感效應所導致的雜訊。一個有效減少電桿引起之雜訊的有效方法是在導線之間插入接地線,這是因為接地線可以當作是很好的電流回流通路。我們...
為了瞭解在光子學領域上日益重要的光子晶體光纖之模態特性,我們採用高精準度的曲線式混合基底元素之全向量有限元素特徵值解法以及虛軸波束傳播法來進行分析。由於有限元素法使用非均勻切割的曲線形元素,是故可精確...
本論文主旨擬利用一套數值模式來模擬移動邊界問題,此模式是利用有限差分法結合混合卡式沉浸邊界模式,來求解含有移動物體的黏性不可壓縮流問題,其控制方程為奈維爾-史托克斯方程式。首先,將此模式分別應用在固定...
在大多數生物組織中,散射會限制光學成像技術的適用性。近年來,利用有限差分時域法(FDTD)在巨觀散射模擬中解出準確電磁場的分佈成為一種常見的方法。在這個研究中,我們提出光學靶,應用在有限差分時域法光學...
對流佔優擴散問題一直是一個俱有挑戰性的問題。眾所週知,解可能在邊界或者內部表現出局部斷層。傳統的數值解法在解決對流佔優擴散問題時不夠穩定和精確。因此有很多空間穩定技巧被提出和學習。在這篇論文中,我們設...
楔形函數配點法是以楔形函數作為基底函數所構成之近似函數,搭配配點法以獲取最佳之近似函數,具有基本理論與計算步驟簡單,計算速度與收斂速度快…等優點,早期被應用於曲線擬合,後期乃因工程問題所對應之控制方程...
摘要 本論文使用有限差分頻域法搭配適當邊界條件匹配處理來分析 不同截面之介電質光波導,並在程式中引入完美匹配層做為計算視窗 之吸收邊界以分析具有損耗的光波導。我們將不同結構的光波導分成 兩類來分析討論...
本論文使用全向量有限差分頻域法分析管狀介質波導與槽形電漿子波導,並引入完美匹配層做為計算區域外圍的吸收邊界,以便分析洩漏波導。對於介質接面的處理,係採用階梯式近似法或折射率平均法。 本論文分析研究不同...
繼電子產品改善人類生活之後,科學家們試圖尋找類似晶體結構的材料以控制光學性質,光子晶體的構想由此而生。由於和晶體具許多相似之處,亦可用類似的分析方式探討光於光子晶體內各種表現。本研究主要探討二維及有限...
我們提出一種適合在高磁場下使用的擴散張量影像技術。運用平面回訊影像(EPI)做為螺旋槳式(PROPELLER) k空間軌跡的讀取模組,因此稱為螺旋槳式平面回訊影像。因為平面回訊影像對於磁場不均造成的的...
高功率半導體雷射在釵h的應用中極為重要。因此,本篇論文的目的,主要在於探討高功率半導體雷射之設計與測量,我們在半導體雷射之設計上採用寬面積傾斜波導,設計發光波長在1.3μm及1.55μm的元件。在光輸...