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龙图腾网恭喜江苏大学申请的专利一种激光与物质非线性相互作用的并行化仿真方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116306111B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310130316.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种激光与物质非线性相互作用的并行化仿真方法是由宋娟;黄心想设计研发完成，并于2023-02-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种激光与物质非线性相互作用的并行化仿真方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种激光与物质非线性相互作用的并行化仿真方法，包括如下步骤：将激光与物质相互作用涉及的非线性光学效应的等离子体速率方程引入麦克斯韦方程中，作为额外的微分方程获得激发的自由电子等离子体密度；根据克尔极化强度、多光子电离极化强度、德鲁德极化强度和电通量密度构建本构方程；利用极化电流和极化强度的关系对麦克斯韦方程变形；由t时刻的电场求解t时刻的磁场，由t时刻的磁场求解t时刻的电位移矢量；通过牛顿迭代法数值求解本构方程，由t时刻的电位移矢量更新t时刻的电场；采用龙格库塔方法求解自由电子等离子体密度速率方程。本发明采用牛顿迭代法求解本构方程的过程中，对光场相关物理量进行矩阵重构。

本发明授权一种激光与物质非线性相互作用的并行化仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种激光与物质非线性相互作用的并行化仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：将含有激光与物质相互作用中非线性光学效应的等离子体速率方程引入麦克斯韦方程中，作为额外的微分方程，以获得激发的自由电子等离子体密度；S02：将材料对光产生的克尔效应和多光子吸收非线性光学效应表达为克尔极化强度Pkerrt和多光子吸收极化强度PMPIt；并将德鲁德模型反映的自由电子等离子体的产生对物质光学性质的影响表达为德鲁德极化强度PDrudet，根据克尔极化强度Pkerrt、多光子吸收极化强度PMPIt、德鲁德极化强度PDrudet和电通量密度Dt构建本构方程D′t，本构方程可表示为：D′t＝Dt+Pkerrt+PMPIt+PDrudetDt＝ε0ε∞Et其中：PDrudet由以下微分方程得到： PKerrt由瞬时克尔效应引起，表达为： PMPIt由多光子吸收引起，表达式为： 式中：D′t为电位移矢量；PDrudet为德鲁德极化强度；Pkerrt为克尔极化强度；PMPIt为多光子吸收极化强度；Et为电场强度；ε0为真空介电常数；ε∞为未激发材料的相对介电常数；ωp为等离子体频率；为三阶极化率；Γ为电子碰撞频率；S03：利用极化电流和极化强度的关系对麦克斯韦方程变形：极化电流J：变形后的麦克斯韦方程为： 式中：Et为电场强度；μ0为真空磁导系数；Ht为磁场强度；Jt为极化电流；S04：由激光参数和物质参数根据变形后的麦克斯韦方程、本构方程和微分方程确立耦合方程组，对仿真区进行网格化，设在x方向上有imax网格，在y方向上有jmax网格，z方向上有kmax网格；S05：设置各向异性完全匹配层作为吸收边界，并采用时域有限差分法数值求解耦合方程组，对计算区和边界区进行统一数值仿真，由t时刻的电场Et求解t时刻的磁场Ht，由t时刻的磁场Ht求解t时刻的电位移矢量D′t；S06：通过牛顿迭代法并行化数值求解本构方程，由t时刻的电位移矢量D′t更新t时刻的电场Et；S07：采用龙格库塔方法求解自由电子等离子体密度速率方程，由电场En+1t更新激光激发的等离子体密度ne、等离子体频率ωp、极化强度Pdrudet和PMPIt；以Δt为时间间隔，按照时间步进往前推进，重复步骤S05～S07，直到t＞最大时间tmax，结束仿真。

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