我正在尝试模拟光纤传感器（光纤干涉仪）来研究其对温度的响应。我使用的方法是有限差分时域（FDTD），我遇到了一个大的内存使用问题。光源的波长以1.55μm为中心，光纤的直径为125μm，长度为10 -3 m。这使得细胞的数量变得非常大。
之后，我尝试将长度减少 1/62.5，使内存使用量下降到更合理的值（7.8Gb），但结果变得很奇怪，其中感兴趣点处的信号幅度高于源（我不知道为什么）。
我发现很多人都在使用光束传播方法 (BPM) 而不是 FDTD。FDTD 是否适合这种波长远小于几何形状的情况（对模型进行了一些修改），还是有另一种更适合计算的方法？
传感器结构：
SMF——单模光纤（纤芯直径：9μm）；MMF——多模光纤（芯径：105μm）
长的、轴向不变的（连续的或周期性的）结构最好用一些“传播分析”来解决，例如，如果我没记错的话，在 BPM 中，假设传入波的模态轮廓在横向方向上缓慢变化（这实际上是发生在弱约束设置中，即当折射率对比度较低时，例如在光纤中）。这使得对波动方程的近轴近似成为可能，等等。
光纤布拉格光栅是周期性的（有一段时间），所以也许你可以模拟它的单个周期，因此在传播方向上对解施加布洛赫条件。mpb“从头算” MIT 小组编写的代码正是为了提取周期性结构的传播图（频率与波数）。
如果没有强非线性（低激光功率）并且没有快速瞬变，则可以在线性静止状态下求解传播，并且上述近似成立。
总之，近轴和周期系数设置都是近似值。我建议您熟悉mpb（尽管它是一个 linux 代码），因为它可以让您以高分辨率模拟 FBG 的单个周期，并重复对各种折射率对比度值的分析。