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将精细积分方法与谱单元法结合，对含有各向异性介质的波导介质层光子带隙（PBG）结构的传输特性进行了研究。从矢量波动方程相对应的单变量变分形式出发，对含有各向异性介质波导横截面采用谱单元进行离散，引入对偶变量，将单变量变分原理导入到哈密顿体系，利用精细积分法求出出口刚度矩阵。数值算例将半解析谱元法与常规有限元法、半解析有限元法进行了比较，表明本文方法具有高精度、高效率的特点，而且计算精度随着谱单元阶数的增加呈指数增长。