随着计算机性能的不断发展,电磁仿真软件的功能越来越强大。时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)作为电磁仿真的一种算法,凭其对电磁场问题最本质最完备的数值模拟受到重视。本文在深入分析时域有限差分法的原理及MIT基于FDTD的开源软件MEEP的基础上,研究了添加计算磁光材料,有源材料,拉曼非线性色散材料的方法。在第二章,首先分析用差分近似导数的误差,确定中心差分精度较高。然后讨论引入磁荷和磁流之后的麦克斯韦方程组。随后介绍Yee的差分网格,讲述了电场强度和磁场强度在网格的位置,以及时间上的更新步骤,最后将方程组离散化,推导出磁场强度和电场强度的更新公式。在第三章,本文分析磁光介质在反向外磁场作用下,磁畴壁处存在单向电磁模式。针对磁光材料磁导率或介电常数非对角元素为虚数的特性,讨论了如何修改代码以增加对磁光材料的计算功能。最后通过仿真验证了电磁波在磁畴壁处的单向性,同时分析了参数对单向性的影响及其存在条件等。有源材料涉及能级跃迁。第四章分析了原子能级跃迁的速率方程理论。分析通过结合辅助微分方程法(ADE)和速率方程来更新极化强度的方法。随后介绍如何在CTL文件中添加相关类的接口,同时使用例子测试修改。第五章,分析拉曼非线性色散介质。首先介绍自发拉曼散射和受激拉曼散射。作为参考,讲解了洛伦兹色散模型,同时推导辅助微分方程法与FDTD相结合对极化强度进行更新的公式。根据分析结果,讲述了如何在程序中添加新类,具体介绍对变量的存储和更新函数的修改,同时以一个例子做了验证。