用传输矩阵法计算光子晶体反射率和透射率的MATLAB程序，（两种公式）且已验证...

资 源 简 介

用传输矩阵法计算光子晶体反射率和透射率的MATLAB程序，（两种公式）且已验证...

详 情 说 明

光子晶体是一种周期性介电材料，能够调制特定频率光波的传播特性。传输矩阵法(TMM)是计算光子晶体光学特性的有效数值方法，本文将简要介绍其实现思路。

计算光子晶体的反射率和透射率通常涉及两种主要公式：基于特征矩阵的公式和基于散射矩阵的公式。这两种方法在MATLAB中均可实现，且经过验证能够给出可靠结果。

基于特征矩阵的公式将每个单元层的传输特性表达为2×2矩阵，通过连续相乘得到整体传输矩阵。这种方法物理意义明确，计算过程直观。MATLAB实现时需要特别注意矩阵乘法顺序和边界条件的处理。

散射矩阵法则通过建立入射波与反射波的关系来描述系统特性。这种方法数值稳定性更好，尤其适合多层结构计算。在MATLAB中实现时，需要精心设计循环结构来处理各层间的耦合关系。

验证程序正确性的关键步骤包括：检查能量守恒、与已知解析解对比、考察周期数增加时的收敛性等。这些验证手段能确保计算结果的物理合理性。

程序优化的方向可以考虑矢量化运算、预分配数组内存以及利用MATLAB的并行计算功能。对于大型光子晶体结构，这些优化能显著提高计算效率。