MATLAB平面波展开法光子晶体带隙计算系统

资 源 简 介

本项目提供完整的MATLAB计算框架，采用平面波展开法求解麦克斯韦方程，可精确计算二维/三维光子晶体在不同晶格结构（立方、六角等）和介质配置下的带隙特性，为光子晶体设计提供可靠的理论分析工具。

详 情 说 明

基于平面波展开法的二维与三维光子晶体带隙计算系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的MATLAB计算框架，专门用于分析二维和三维光子晶体的带隙特性。系统通过平面波展开法(PWE)求解麦克斯韦方程的本征值问题，能够准确计算不同晶格结构(如立方、六角等)和介质配置下的光子带隙。支持能带计算、态密度分析以及带隙优化等功能，为光子晶体设计提供关键参数。

功能特性

• 多维度支持：完整支持二维和三维光子晶体的带隙计算
• 多种晶格结构：可处理立方、六角等多种常见晶格类型
• 高效求解：基于平面波展开法的本征值求解算法
• 可视化分析：提供能带结构图、态密度分布等可视化输出
• 收敛性分析：内置算法收敛性检验功能，确保计算结果可靠性
• 参数优化：支持带隙宽度优化分析

使用方法

1. 设置计算参数（晶格类型、晶格常数、介质属性等）
2. 运行主程序进行计算
3. 查看生成的能带结构图和带隙分析报告
4. 根据收敛性分析调整计算参数

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 支持双精度浮点运算
• 推荐内存：8GB以上（三维计算需要更多内存）

文件说明

主程序文件整合了完整的计算流程，包括晶格结构初始化、倒格矢构建、哈密顿量组装、本征值求解以及结果后处理等核心功能。通过调用平面波展开算法实现光子晶体能带计算，并自动进行数据验证和收敛性分析，最终生成带隙报告和可视化图表。