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申请/专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

摘要：本发明涉及电磁计算与变换光学技术领域，尤其涉及一种基于FDTD算法的人工光学黑洞建模方法，包括：S1：计算人工光学黑洞模型的径向相关介电率分布和核心半径；S2：将人工光学黑洞模型进行空间离散化，获得电场和磁场；S3：将FDTD算法的时间步长进行时间离散化处理，使时间步长满足Courant稳定条件；S4：设定人工光学黑洞模型的激励源，利用激励源模拟人工光学黑洞模型的入射光场；S5：利用FDTD算法对电场、磁场和时间步长进行更新：S6：根据步骤S5的更新结果，完成人工光学黑洞模型的构建。本发明能够使构建的人工光学黑洞模型在不同的入射角度和不同的照明激发类型下显示出出色的吸收效果。

主权项：1.一种基于FDTD算法的人工光学黑洞建模方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：计算人工光学黑洞模型的径向相关介电率分布和核心半径；S2：将所述人工光学黑洞模型进行空间离散化，获得所述人工光学黑洞模型的电场和磁场；S3：通过下式将所述FDTD算法的时间步长进行时间离散化处理，使所述时间步长满足Courant稳定条件： （1）；其中，为所述时间步长，为FDTD立方体直角坐标网格的均匀空间分辨率，c为光速；S4：设定所述人工光学黑洞模型的激励源，利用所述激励源模拟所述人工光学黑洞模型的入射光场，并根据所述入射光场确定所述人工光学黑洞模型的初始电场和初始磁场；S5：根据所述初始电场和所述初始磁场，利用所述FDTD算法对所述电场、所述磁场和所述时间步长进行更新： （2）； （3）；其中，为所述初始电场，为所述初始磁场，为第n个子域的电场值，为第n个子域的磁场值，为所述人工光学黑洞模型的周围介质的介电常数，为径向相关介电常数，为所述人工光学黑洞模型的周围介质的磁导率，为所述人工光学黑洞模型的材料的磁导率，x、y和z为所述人工光学黑洞模型在三维笛卡尔坐标系中的空间坐标，x为水平方向，y为垂直方向，z为沿着所述人工光学黑洞模型的深度方向，curl为光场的旋度运算；S6：根据所述步骤S5的更新结果，通过下式计算所述人工光学黑洞模型的能量流密度、对光场的吸收率与反射率，以及所述人工光学黑洞模型在空间的不同位置处的磁场相位，获得最终的人工光学黑洞模型： （4）； （5）； （6）； （7）； （8）； （9）；其中，为所述人工光学黑洞模型对光场的反射率，为所述人工光学黑洞模型对光场的吸收率，为所述磁场相位，为所述磁场的实部，为所述磁场的虚部，为所述电场，为所述磁场，为所述能量流密度，为入射光束的功率，为反射光束的功率，为反射面的法向量。

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