在传统的时域有限差分算法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)中,存在着稳定性限制条件,即(Courant-Friedrichs-Lewy,CFL)稳定性条件,计算时间步△t和空间离散间隔被CFL条件所严格限制。如果计算时间步At超过了CFL条件的限制,FDTD算法变得发散,计算不再有任何意义。但是随着信息传输技术的快速发展,对相关器件的要求也逐渐增高,这就使得器件的集成度变高,其结构也变得精细。对其仿真的时候,若想保持较高的精度,就要使得空间离散间隔尺寸足够小,这样就会导致△t的变小。使用传统的FDTD算法来对其进行仿真的时候,在一定长度的仿真时间内,由于△t的取值很小,所以仿真的时间步数就会极其地庞大,CPU运行时间会变得非常长,这就极大地限制了 FDTD算法的适用范围。为了解决上述问题,无条件稳定算法被提出。在现有的无条件稳定算法中,Crank-Nicolson FDTD(CN-FDTD)算法在更新迭代的过程中不需要进行时间步的分割,节约了内存,简化了计算步骤,但是在更新的过程中会形成一个庞大的稀疏矩阵,现在求解稀疏矩阵的算法极其有限,计算效率会很低下。为了提高计算效率,Approximate-Decoupling(AD)算法被提出,使用上述方法一个隐式方程的稀疏矩阵可以转化为三对角矩阵。这样就可以利用托马斯算法进行求解,计算效率也会显著地提高。受到计算机硬件条件的限制,为了使用有限的计算域仿真无限大的空间,这就需要使用吸收边界条件来对计算域进行截断。目前为止,完全匹配层(Perfect Matched Layer,PML)被视为最好地吸收边界条件之一,并被广泛使用。在众多的PML实现方式中,复频率偏移完全匹配层(CFS-PML)是最有效的PML实施方式之一,其应用前景广泛。但是一阶PML不能有效的吸收低频行波,为了解决上述问题,高阶的PML被引入。随着技术的发展,各向异性磁化等离子体被广泛使用在航空航天,无线电通信等领域。因为各向异性磁化等离子体有着许多出众的特性,比如:频率的搬移,吸收特定频率的电磁波等。所以,分析各向异性磁化等离子体的电磁特性被视为一个重要的课题。本论文的主要内容是提出了适用于无条件稳定算法的各向异性磁化等离子体的分析方法,利用基于整数时间步的改进型辅助微分方程法(ADE),可以模拟电磁波在各向异性磁化等离子体中的传播。并利用CNAD-PML来截断各向异性磁化等离子体。其中PML算法主要基于双线性变换(BT)来对更新方程进行离散和迭代,电磁波在各向异性磁化等离子体的传播方法主要使用ADE方法来模拟波的传播。其次,为了解决一阶PML的缺点,本文提出了基于CNAD方法的二阶PML,用于截断真空、有耗介质、德拜介质、德鲁德介质、左手材料和各向异性磁化等离子体。这些模型可以模拟大多数的物质。其中电磁波在各向异性磁化等离子体使用ADE方法来对更新方程进行离散,德拜介质、德鲁德介质和左手材料采用分段线性递归卷积法(PLRC)进行迭代更新,PML的实现方法主要有ADE和BT两种方法,具体内容安排如下:1.提出了适用于无条件稳定算法的各向异性磁化等离子体的分析方法,利用基于整数时间步的改进型ADE方法,可以模拟电磁波在各向异性磁化等离子体中的传播。2.在使用基于CNAD-PML截断各向异性磁化等离子体时,组合了分析电磁波在介质内传播的ADE方法和实施PML的BT方法来对填充各向异性磁化等离子体的计算域进行截断,简称为BT-CNAD-SC-PML和BT-CNAD-CFS-PML算法。.3.在使用基于CNAD算法的二阶PML截断填充色散介质的计算域时,组合了分析电磁波在介质内传播的ADE和PLRC方法和实施PML的BT和ADE方法来对PML进行实施,简称为2nd-CNAD-CFS-PML算法。本文所提出用于截断色散介质模型的CNAD-PML算法均给出相应的数值算例进行验证,并且与同等条件下基于传统FDTD的CFS-PML算法和一阶CNAD的CFS-PML比较吸收效果、仿真所需时间以及内存。数值算例证明,上述算法算法皆有效,而且这两种算法还具有无条件稳定和高精度的优点,通过整数倍地扩大时间步,可以大幅度地节约仿真时间,提高计算效率。