FDTD-Simulationen lösen die zeitabhängigen Maxwell-Gleichungen auf einem diskreten Gitter und erfassen Wellenausbreitung, Streuung und Absorption in Materialien. In den Werkstoffwissenschaften werden sie zur Analyse photonischer Kristalle, Metamaterialien, Plasmonik, Dünnschichten und Defektstrukturen eingesetzt, um lokale Feldverteilungen, Resonanzen, Verlustmechanismen und nichtlineare Effekte zu quantifizieren.