本书主要介绍时域有限差分法的MATLAB实现方法，书中充分利用编程技巧，用紧凑的代码来实现算法。本书共10章，主要内容包括时域有限差分法的差分格式、吸收边界条件、接近匹配层边界条件、 连接边界条件、远场外推、色散介质模拟、周期边界条件等，并通过典型几何体的电磁散射、界面的反射系数、一维光子晶体、二维光子晶体等算例进行验证。本书提供了部分MATLAB源代码， 可供相关领域学者学习和参考。本书可作为高等学校电磁学专业本科生、研究生的教学用书，亦可供其他有关专业的师生及科研人员参考。

  
\t章 MATLAB编程技巧



\t1.1 MATLAB基本操作



\t1.2 向量化编程方法



\t1.3 数组的自动扩展



\t1.4 计算结果可视化



\t1.5 MATLAB编程原则



\t复习思考题



\t第2章 电磁学基础



\t2.1 场论



\t2.1.1 场的基本概念



\t2.1.2 矢量微分算子



\t2.1.3 其他坐标系下矢量微分算子表达形式



\t2.1.4 时谐场



\t2.2 麦克斯韦方程组



\t2.2.1 麦克斯韦方程组的形式



\t2.2.2 本构关系



\t2.2.3 无源区域电磁场波动方程



\t2.2.4 平面电磁波的传播特性



\t2.2.5 电磁波的极化



\t2.3 电磁辐射



\t2.3.1 格林函数



\t2.3.2 位函数



\t2.4 媒质中电磁波的传播



\t2.4.1 导体中电磁波的传播



\t2.4.2 一般媒质中电磁波的传播



\t2.5 电磁波的反射和透射



\t2.5.1 电磁场边界条件



\t2.5.2 相位匹配条件



\t2.5.3 反射系数和透射系数



\t2.5.4 垂直入射时的匹配条件



\t2.6 电磁散射



\t2.6.1 无限长导体圆柱



\t2.6.2 无限长介质圆柱



\t2.6.3 理想导体球



\t复习思考题



\t第3章 FDTD差分格式



\t3.1 麦克斯韦方程组的改写



\t3.2 Yee元胞形式和时间推进



\t3.2.1 一维情形



\t3.2.2 损耗的处理



\t3.2.3 二维情形



\t3.2.4 三维情形



\t3.3 空间步长和时间步长稳定性



\t3.4 Courant-Friedrichs-Lewy稳定性条件



\t3.5 FDTD差分的数值色散和各向异性特性



\t3.6 指数差分格式



\t复习思考题



\t第4章 Mur吸收边界条件



\t4.1 Engqist-Majda吸收边界条件



\t4.1.1 一维情形



\t4.1.2 二维情形



\t4.1.3 三维情形



\t4.2 一阶和二阶近似



\t4.2.1 一阶近似



\t4.2.2 二阶近似



\t4.3 FDTD差分形式



\t4.3.1 一维情形



\t4.3.2 二维情形



\t4.3.3 三维情形



\t4.4 吸收效果评估



\t复习思考题



\t第5章 完全匹配层



\t5.1 完全匹配层电磁参数



\t5.1.1 Berenger完全匹配层



\t5.1.2 各向异性完全匹配层



\t5.1.3 坐标伸缩完全匹配层



\t5.1.4 三种完全匹配层的等价证明



\t5.2 Berenger完全匹配层FDTD实现



\t5.2.1 一维情形



\t5.2.2 二维情形



\t5.2.3 三维情形



\t5.3 各向异性完全匹配层FDTD实现



\t5.3.1 一维情形



\t5.3.2 二维情形



\t5.3.3 三维情形



\t5.4 坐标伸缩完全匹配层FDTD实现



\t5.4.1 一维情形



\t5.4.2 二维情形



\t5.4.3 三维情形



\t5.5 几种PML吸收边界的比较



\t复习思考题



\t第6章 FDTD常用激励源



\t6.1 几种随时间变化的源



\t6.1.1 时谐场源



\t6.1.2 脉冲源



\t6.2 时谐场振幅和相位的提取



\t复习思考题



\t第7章 连接边界条件



\t7.1 总场和散射场边界入射波的引入



\t7.1.1 一维总场边界条件



\t7.1.2 二维总场边界条件



\t7.1.3 三维总场边界条件



\t7.2 入射波加入的FDTD实现方法



\t7.2.1 入射波加入一维总场边界



\t7.2.2 入射波加入二维总场边界



\t7.2.3 入射波加入三维总场边界



\t复习思考题



\t第8章 远场外推



\t8.1 远场外推等效原理



\t8.2 二维时谐场的外推



\t8.3 三维时谐场的外推



\t8.4 二维瞬态场的外推



\t8.4.1 基本公式



\t8.4.2 外推的MATLAB实现



\t8.5 三维瞬态场的外推



\t8.5.1 基本公式



\t8.5.2 外推的MATLAB实现



\t复习思考题



\t第9章 色散介质



\t9.1 色散介质基本模型



\t9.1.1 频域模型



\t9.1.2 时域模型



\t9.2 递归卷积法(RC)



\t9.2.1 基本公式



\t9.2.2 Debye介质



\t9.2.3 Drude介质



\t9.2.4 Lorentz介质



\t9.3 Z变换方法



\t9.3.1 Z变换形式



\t9.3.2 Debye介质



\t9.3.3 Drude介质



\t9.3.4 Lorentz介质



\t9.4 辅助微分方程法(ADE)



\t9.4.1 Debye介质



\t9.4.2 Drude介质



\t9.4.3 Lorentz介质



\t9.5 介质板反射系数计算



\t9.6 等离子体光子晶体的仿真



\t9.7 双负介质的仿真



\t复习思考题



\t0章 周期边界条件



\t10.1 二维周期结构



\t10.1.1 二维周期边界条件



\t10.1.2 二维周期结构TM波模拟



\t10.1.3 二维光子晶体仿真



\t10.1.4 二维等离子体光子晶体仿真



\t10.2 频率选择表面



\t复习思考题



\t附录 变量名命名规范



\t参考文献