基于平面波展开法的二维光子晶体能带结构MATLAB仿真系统

资 源 简 介

本项目采用平面波展开法实现二维光子晶体的能带结构计算，支持多种晶格结构（正方形、三角形、六角形等）和介质分布配置，通过求解Maxwell方程组高效模拟光子带隙特性。

详 情 说 明

基于平面波展开法的二维光子晶体能带结构仿真系统

项目介绍

本项目是一个用于计算二维光子晶体能带结构的数值仿真系统。系统采用平面波展开法（Plane Wave Expansion Method）作为核心算法，通过求解Maxwell方程的本征值问题，计算出光子晶体的能带结构和光子带隙特性。该系统能够处理多种晶格结构（正方形、三角形、六角形等）和不同介质分布的光子晶体模型。

功能特性

• 多种晶格支持：支持正方形、三角形、六角形等多种周期性晶格结构
• 灵活介质配置：可设置不同的介电常数分布和填充率参数
• 高效数值计算：采用平面波展开法进行精确的能带计算
• 可视化展示：提供能带结构图和光子带隙分析的可视化输出
• 数据导出：支持计算结果数据的导出和后续分析

使用方法

1. 参数设置：在配置文件中设置晶格类型、介质参数和计算参数
2. 执行计算：运行主程序开始能带结构计算
3. 结果查看：查看生成的能带结构图和带隙分析报告
4. 数据导出：根据需要导出数值计算结果

主要计算参数包括：

• 晶格常数和晶格结构类型
• 介电常数分布和填充率
• 平面波截断数和布里渊区采样点数
• 介质柱形状和排列方式

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 推荐内存：8GB以上
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括参数输入处理、平面波基矢构建、周期性介质傅里叶展开、Maxwell方程矩阵形式构建、本征值问题求解、能带计算结果的可视化展示以及数据导出等功能。该文件整合了完整的计算流程，从物理参数输入到最终结果输出，为用户提供一站式的光子晶体能带分析解决方案。